dian, m. faiz, muhammad andi, coil he

8/17/2019 Dian, M. Faiz, Muhammad Andi, Coil HE

1/17

LAPORAN PERANCANGAN COIL HEAT EXCHANGER

DENGAN SOFTWARE COIL LAUTERBACH VERFAHRENSTECHNIK

Member Team :

1. Dian Hidayati (2112105019)

Muchamad Faiz (2113106037)

2.

Muhammad Andi R. F. (2113106020)

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

S U R A B A Y A

2015


2/17

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan

karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Perancangan Coil Heat

Exchanger Dengan Software Coil Lauterbach Verfahrenstechnik ini tepat waktu dan tanpa

halangan suatu apa pun.

Laporan ini disusun sebagai salah satu syarat kelulusan mata kuliah Perancangan

Pesawat Penukar Kalor. Tujuan dari penulisan laporan ini adalah agar mahasiswa dapat

memahami dan mengaplikasikan materi yang telah diterima dalam penggunaan software

COIL-LV yang membantu dalam perhitungan desain.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena

itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan. Semoga laporan ini dapat

bermanfaat bagi semua pihak yang membacanya dan bagi penulis pada khususnya.

Surabaya, 3 April 2015

Penulis


3/17

ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ......................................................................................................i

DAFTAR ISI ................................................................................................................. ii

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................... iii

BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang ..................................................................................................... 1

1.2 Tujuan Penulisan Laporan ................................................................................... 1

1.3 Batasan Malasah ................................................................................................. 1

BAB 2 DASAR TEORI ................................................................................................... 2

2.1 Coil Heat Exchanger ............................................................................................ 2

2.2 Langkah-langkah Mendesain Coil Heat Exchanger

menggunakan Software COIL-LV ......................................................................... 4

BAB 3 HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................................ 6

3.1 Hasil Kalkulasi Software Coil-LV .......................................................................... 6

3.1.1 Geometri Umum Coil Heat Exchanger ........................................................ 6

3.1.2 Properties kedua fluida ............................................................................... 8

3.1.3 Dimensi dari Coil ......................................................................................... 8

3.1.4 Geometri dari shell ...................................................................................... 9

3.1.5 Paramater di dalam Tube dan Sekitar Tube, serta Faktor Koreksinya ...... 10

3.1.6 Summary Data Hasil Perhitungan Menggunakan Software Coil-LV .......... 11

3.2 Proses Perhitungan Teoritis yang Dilakukan Software Coil-LV ........................ 11

3.2.1 MODULE COIL (DESIGN OF COIL HEAT EXCHANGER)................................ 11

3.2.2 MODULE G3 ( Heat Transfer in Flow Through Coil) .................................. 12


4/17

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bentuk Tube Coil Heat Exchanger ................................................................... 2

Gambar 2.2 Salah Satu Bentuk Coil Heat Exchanger .......................................................... 2

Gambar 2.3 Jendela Basic Data Selection ........................................................................... 4

Gambar 2.4 Jendela Visual Coil ........................................................................................... 5

Gambar 3.1 Geometri Heat Exchanger ............................................................................... 6

Gambar 3.2 Data Dimensi Geometri Coil Heat Exchanger ................................................. 6

Gambar 3.3 Data Valuation ................................................................................................ 7

Gambar 3.4 Data Inside Coil dan Around Coil ..................................................................... 7

Gambar 3. 5 Data Properties Air dan Oli ............................................................................. 8

Gambar 3.6 Data Dimensi dari Coil ..................................................................................... 8

Gambar 3.7 Data Geometri Shell ........................................................................................ 9

Gambar 3.8 Parameter di Dalam Tube dan Sekitar Tube ................................................. 10

Gambar 3.9 Data Dimensi dan Kondisi dalam Tube .......................................................... 10

Gambar 3.10 Data parameter dan hasil kalkulasi COIL-LV Software Secara Umum ........ 11

http://d/Tutorial%20Menggunakan%20Software%20LV.docx%23_Toc416025146http://d/Tutorial%20Menggunakan%20Software%20LV.docx%23_Toc416025146http://d/Tutorial%20Menggunakan%20Software%20LV.docx%23_Toc416025146http://d/Tutorial%20Menggunakan%20Software%20LV.docx%23_Toc416025151http://d/Tutorial%20Menggunakan%20Software%20LV.docx%23_Toc416025151http://d/Tutorial%20Menggunakan%20Software%20LV.docx%23_Toc416025151http://d/Tutorial%20Menggunakan%20Software%20LV.docx%23_Toc416025151http://d/Tutorial%20Menggunakan%20Software%20LV.docx%23_Toc416025146


5/17

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam perkembangan teknologi, telah banyak perangkat-perangkat lunak yang

dibuat untuk mempermudah pekerjaan manusia. Salah satunya adalah Coil-LV Software

yang dapat digunakan dalam dunia engineering untuk mengalkulasi perhitungan dalam

mendesain tube coil heat exchanger .

Perhitungan yang didasarkan pada teori experimental, yang telah diuji validasinya,

digunakan dalam software ini. Kemudahan dalam penggunaannya juga dapat terlihat

pada interface yang lengkap dengan keterangan gambar dan equations yang digunakan.

1.2 Tujuan Penulisan Laporan

Tujuan dalam penulisan laporan ini adalah :

1.

Mengetahui informasi mengenai Tube Coil Heat Exchanger.

2. Mengetahui cara mendesain Tube Coil Heat Exchanger menggunakan Coil LV

Software dan hasil yang ditampilkanya.

1.3 Batasan Malasah

Batasan masalah yang digunakan adalah bentuk desain Tube Coil Heat Exchanger

yang didapatkan adalah desain sesuai dengan yang disarankan oleh pembuat software.

Bentuk geometrinya sudah ditentukan.


6/17

2

BAB 2

DASAR TEORI

2.1 Coil Heat Exchanger

Coil Heat Exchanger adalah alat penukar kalor yang tube-nya memiliki

bentuk helical seperti pada Gambar 1. Heat Exchanger jenis ini digunakan untuk

memanfaatkan atau mengambil panas dari suatu fluida untuk dipindahkan ke fluida

lain. Proses perpindahan panas ini terjadi dari fluida yang memiliki temperatur lebihtingi ke fluida yang memiliki temperatur yang lebih rendah.

Gambar 2.1 Bentuk Tube Coil Heat Exchanger

Gambar 2.2 Salah Satu Bentuk Coil Heat Exchanger

Sumber : Ramachandra K. Patil (1982)


7/17

3

Sebuah Coil Heat Exchanger terdiri dari helical coil yang terbuat dari pipa

logam yang mengikuti bagian annular dari dua pipa konsentris. Fluida mengalair di

sisi dalam coil dan annulus dengan perpindahan panas melewati dinding koil.

Dimensi dari kedua silinder ditentukan oleh kecepatan fluida yang dibutuhkan di

dalam annulus sesuai dengan syarat dari perpindahan panas.

Coil Heat Exchanger memiliki berberapa ciri sebagai berikut:

Diameter kecil

Panjang tabung konsentris ditempatkan dalam tabung yang lebih besar

Tabung gabungan yang melengkung dalam heliks.

Satu cairan melewati tabung dalam, dan cairan lainnya melewati tabung luar.

Tipe ini sistemnya kuat, mampu menangani tekanan tinggi dan perbedaan

temperatur yang luas

Adapun Kelebihan dan Kekurangan dari Coil Heat exchanger adalah

sebagai berikut:

Kelebihan :

Murah

Kecepatan aliran lebih tinggi

Bilangan reynolds lebih tinggi

Cocok untuk aliran rendah

Kekurangan :

Area perpindahan panas nya kecil sehingga kinerja termal buruk

Aplikasi dari Coil Heat Exchanger:

Biasanya digunakan untuk membentuk suatu suhu tetap untuk aliran proses-

sampel sebelum melakukan pengukuran.

Digunakan untuk mengkondensasikan suhu tinggi aliran sampel


8/17

4

2.2 Langkah-langkah Mendesain Coil Heat Exchanger menggunakan Software

COIL-LV

Menentukan parameter yang digunakan dalam perhitungan

Tube Side Shell Side

Medium Hydraulic Oil ISO VG 46 Water

Pressure 3 Bar 3 Bar

Temperature In 65˚C 20˚C

Temperature Out 50˚C 22˚C

Volume Flow 2 m3/h

Fouling Factor (estimate)) 9 x 10-4 m2.K/W 9 x 10-6 m2.K/W

Jalankan program LV-COIL, Lalu pilih module COIL HEAT EXCHANGER

sehingga muncul jendela seperti dibawah ini

Gambar 2.3 Jendela Basic Data Selection


9/17

5

Masukkan data awal yang ditetapkan, pilih media yang berada pada sisi

tube dan shell, untuk kasus ini sisi tube diisi oil dan sisi shell water .Kemudian pilih jenis tipe Heat Exchanger Tube Coil Setelah itu klik OK.

Akan muncul jendela seperti dibawah

Pada kasus ini kita masukan tube inlet temperature, outlet temperature

dan volume flow. Sehingga shell side mass flow atau volume flow akan

otomatis terisi dengan persamaan heat balance. Hal ini juga berlaku jika

kita memasukkan parameter yang lainnya. Lalu kli OK

Proses kalkulasi akan dimulai, Setelah proses kalkulasi selesai maka hasil

kalkulasi akan dimasukkan ke dalam

Gambar 2.4 Jendela Visual Coil


10/17

6

BAB 3

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil yang didapatkan dari perhitungan menggunakan software COIL-LV ini adalah

geometri dari tube coil heat excanger hasil kalkulasi berdasarkan parameter-parameter

yang ditentukan sebelumnya. Ukurannya direpresentasikan sebagai berikut :

Gambar 3.1 Geometri Heat Exchanger

Hasil lengkap dalam bentuk matriksnya adalah

sebagai berikut :

3.1 Hasil Kalkulasi Software Coil-LV

3.1.1 Geometri Umum Coil Heat Exchanger

Gambar 3.2 Data Dimensi Geometri Coil Heat Exchanger


11/17

7

Gambar 3.3 Data Valuation

Gambar 3.4 Data Inside Coil dan Around Coil


12/17

8

3.1.2 Properties kedua fluida

3.1.3 Dimensi dari Coil

Gambar 3.6 Data Dimensi dari Coil

Gambar 3. 5 Data Properties Air dan Oli


13/17

9

3.1.4 Geometri dari shell

Gambar 3.7 Data Geometri Shell


14/17

10

3.1.5 Paramater di dalam Tube dan Sekitar Tube, serta Faktor Koreksinya

Gambar 3.8 Parameter di Dalam Tube dan Sekitar Tube

Gambar 3.9 Data Dimensi dan Kondisi dalam Tube


15/17

11

3.1.6 Summary Data Hasil Perhitungan Menggunakan Software Coil-LV

Gambar 3.10 Data parameter dan hasil kalkulasi COIL-LV Software Secara Umum

3.2 Proses Perhitungan Teoritis yang Dilakukan Software Coil-LV

Dalam proses perhitungan yang dilakaukan software Coil-LV ini terbagi

menjadi 2 modul. Modul pertama adalah Design of Coil Heat Exchanger (COIL)

dan kedua adalah Heat Transfer Through Coil (G3). Berikut adalah beberapa

persamaan dan proses perhitungan yang digunakan.

3.2.1 MODULE COIL (DESIGN OF COIL HEAT EXCHANGER)

1. Proses Menghitung Q in

Dengan rumus dari Heat balance kita dapatkan


16/17


17/17

13

2. Menghitung Diameter of Coil (Dc)

3. Menghitung Diameter of curvature (D)

4. Menghitung Reynold Number (Re)

5. Menghitung Reynold Number Critical (Recrit)

Karena Re < Recrit maka, aliran yang terjadi adalah laminar flow

6.

Menghitung auxiliary value (m)

7. Menghitung Nusselt Number untuk laminar flow (NuL)

dian, m. faiz, muhammad andi, coil he

Documents