plate heat exchanger
DESCRIPTION
laporanTRANSCRIPT
-
LAPORAN PRAKTIKUM DAN PRELIMINARY STUDY
LABORATORIUM TEKNIK KIMIA 2
SEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2015
MODUL : Plate Heat Exchanger
PEMBIMBING : Ir. Umar Khayam, MT
Oleh
KELOMPOK : 8
NAMA : Irma Nurfitriani 131411013
KELAS : 2A
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2015
TANGGAL UJIAN : 25 MEI 2015
TANGGAL PENYERAHAN : 28 JUNI 2015
-
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Alat perpindahan panas ada berbagai tipe dan model yang banyak ragamnya.
Secara garis besar terbagi menjadi tiga macam, yaitu double pipe, shell and tube dan plate
heat exchange. Masing-asing jenis digunakan berdasarkan keperluan dan ppertimbangan
teknis dan ekonominya, begitu pula dengan kapasitasnya. Penukar panas jenis plate heat
exchanger sangat efektif dalam memindahkan kalor, luas permukaan perpidahan panas
yang besar,juga drop tekanan yang rendah. Kelebihan lain yang menonjol adalah
konstruksinya yang tersusun berjajar dan kemudahannya dalam proses pembersihan.
Kelmahan PHE adalah operasinya tidak dapat digunakan untuk teanan tinggi dari
kebocoran. Penggunaan paling popular adalah untuk industry minuman seperti juice dan
susu pada saat sterilisasi.
1.2 Tujuan
1. Memahami konsep perpidahan panas yang terjadi di dlam PHHE khususnya konduksi
dan konveksi.
2. Mengetahi pengaruh laju alir fluida terhadap koefisien pindah panas keseluruhan (U)
3. Menghitung koefisien pindah panas keseluruhan (U) pada pelat menggunakan
persamaan neraca energi dan persamaan empiris.
4. Menghitung efisiensi kalor yang dilepas fluida panas terhadaap kalor yang diterima
fluida dingin.
-
BAB II
DASAR TEORI
Apabila dua benda yang suhunya berbeda berada dalam kontak termal, maka kalor akan
mengalir dari benda yang suhunya lebih tinggi ke benda yang suhunya lebig rendah.
Pengaliran kalor itu dapat berlangsung dengan tiga macam mekanisme, yaitu sebagai berikut:
1. Perpindahan kalor secara rambatan (konduksi), yaitu perpindahan kalor tanpa disertai
oleh sesuatu gerakan zat yang terjadi dalam suatu bahan kontinu yang memiliki gradien
suhu. Contoh : perpindahan kalor dalam zat padat buram yang tak tembus cahaya
(dinding logam pada tabung).
2. Perpindahan kalor secara pancaran (konveksi), yaitu perpindahan kalor di dalam fluida
secara memancar yang biasanya diserta perpindahan massa. Contoh : perpindahan entalpi
oleh pusaran-pusaran (eddy) aliran turbulen dan oleh arus udara panas yang mengalir
melintas dan menjauhi radiator (pemanas) biasa.
3. Perpindahan kalor secara radiasi, yaitu perpindahan energi melalui ruang oleh
gelombang-gelombang elektromagnetik tanpa memerlukan media penghantar (fluida atau
padat).
Tidak jarang ditemukan bahwa kalor mengalir dengan cara radiasi serta konduksi-
konveksi bersama-sama. Contohnya ialah proses hilangnya kalor dari radiator atau pipa uap
tanpa isolasi ke udara ruang sekitar. Beberapa jenis alat penukar panas adalah :
1. Plate heat exchanger
2. Double pipe heat exchanger
3. Shell and tube heat exchanger
4. Spiral heat exchanger
Plate Heat Exchanger
-
Plate heat exchanger terdiri dari lempeng standar sebagai permukaan berlangsungnya
perpindahan kalor dan rangka penyangga tempat susunan lempeng tersebut. Penurunan
tekanan (pressure drop) yang terjadi antar plate heat exchanger relatif kecil. Permukaan plate
heat exchanger berlubang untuk memberikan efek turbulensi terhadap aliran. Kelebihan plate
heat exchanger adalah mudah untuk melakukan perawatan dan pembersihan serta dapat
digunakan untuk berbagai macam fluida (tergantung dari bahan konstruksi yang digunakan)
dan mudah untuk dilakukan modifikasi (penambahan luas permukaan perpindahan kalor atau
mengubah posisi keluar masuk fluida)
Alat penukar panas pelat dan bingkai terdiri dari paket pelat pelat tegak lurus,
bergelombang, atau profil lain. Pemisah antara pelat tegak lurus dipasang penyekat lunak(
biasanya terbuat dari karet). Pelat pelat dan sekat disatukan oleh suatu perangkat penekan
yang pada setiap sudut pelat 10 ( kebanyakan segi empat ) terdapat lubang pengalir fluida.
Melalui dua dari lubang ini, fluida dialirkan masuk dan keluar pada sisi yang lain, sedangkan
fluida yang lain mengalir melalui lubang dan ruang pada sisi sebelahnya karena ada sekat.
Penukar panas jenis pelat and Frame
Gambar 2. Penukar panas jenis pelat and Frame
-
Dalam peralatan PHE, panas dipindahkan dengan semua cara, namun yang dominan
terjadi dengan dua cara secara simultan, yaitu dengan konduksi dan konveksi. Perpindahan
kalor secara konduksi, perpindahan ini biasanya terjadi pada benda padat, panas merambat
dari satu bagian kebagian lain secara merambat tanpa ada material yang berpindah.
Perpindahan kalor secara konveksi, Perpindahan ini terjadi karena adanya aliran massa yang
berpindah. Aliran massa tersebut bisa terjadi secara difusi maupun adanya tenaga dari luar.
Tenaga dari luar tersebut bisa berupa pengadukan maupun fluida mengalir. Penukar panas
pada PHE terdiri dari susunan lempeng sesuai dengan luas permukaan yang diperlukan.
Kelebihan Plate Heat Exchanger (PHE) dibanding penukar panas jenis lain adalah
kemudahan dalam perawatan dan pembersihan dengan berbagai macam fluida. Selain itu juga
mudah melakukan modifikasi terhadap luas permukaan, baik itu menambah maupun
mengurangi.
Menghitung Koefisien Pindah Panas Keseluruhan (U)
a. Menggunakan Neraca Energi
-
Harga Q dapat dihitung dari :
Q = (M.Cp. T)1 .. Kalor yang diberikan fluida panas
= (M.Cp. T)2 .. Kalor yang diterima fluida dingin
Efisiensi kalor yang dipertukarkan :
( )
( )
Q = Laju Alir Kalor (Watt)
A = Luas Permukaan (m2)
U = Koefisien Pindah panas Keseluruhan (W/m2.K)
Tlm = Perbedaan Suhu logaritmik (K)
T1 = Thi Tco
T2 = Tho Tci
-
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
1) Seprangkat alat PHE
2) Gelas beaker plastik 2000 mL
3) Gelas kimia 1000 mL
4) Thermometer
5) Stopwatch
6) Air
3.2 Skema Kerja
Pemanasan Air
Persiapan air dingin, PHE, saluran,
alat-ukur, listrik, dan termometer
Kalibrasi laju alir
air dan panas
Pengaturan Laju Alir :
- Fluida panas dimatikan,
dingin tetap mengalir
- Fluida panas dialirkan,
dingin dimatikan
-
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Pengamatan
4.1.1 Kalibrasi Laju Alir Air Panas
Tabel. 4.1 Data Kalibrasi Flowmeter Laju Alir Panas
No Pembacaan
Rotameter
(L/Jam)
Waktu
(detik)
Volume Air Panas(L) Laju Alir Nyata
(L/Jam)
1 100 52,05 1 69.16
2 200 21,27 1 169.25
3 300 12,26 1 293.64
4 400 9,92 1 362.90
5 500 7,17 1 502.09
6 600 6,59 1 546.28
4.1.2 Kalibrasi Laju Alir Air Dingin
Tabel. 4.2 Data Kalibrasi Flowmeter Laju Alir Dingin
No Pembacaan
Rotameter
(L/Jam)
Waktu
(detik)
Volume Air Panas(L) Laju Alir Nyata
(L/Jam)
1 100 49,56 1 67.95
2 200 23,34 1 166.74
3 300 13,31 1 285.81
4 400 9,70 1 375.56
5 500 7,91 1 501.62
6 600 6,55 1 593.36
-
4.1.3 Laju Fluida Panas Tetap dan Fluida Dingin Berubah
Variasi 1
Tabel.4.3 Data Perolehan Suhu Laju Alir Fluida Panas 293.64 L/jam (tetap) dan
Fluida Dingin Berubah
No Laju Fluida Panas Tetap Laju Fluida Dingin Berubah
Laju alir
(L/jam)
Laju alir
(m3/s)
Thi
(oC)
Tho
(oC)
Laju alir
(L/jam)
Laju alir
(m3/s)
TCi
(oC)
TCo
(oC)
1 293.64 8.15 x 10-5
63 53 124.13 3.45 x 10-5
26 45
2 293.64 8.15 x 10-5
62 50 194.04 5.39 x 10-5
26 43
3 293.64 8.15 x 10-5
62 46 292.91 8.14 x 10-5
26 41
4 293.64 8.15 x 10-5
60 41 393.78 10.94 x 10-5
25 38
5 293.64 8.15 x 10-5
59 39 533.61 14.82 x 10-5
25 35
Variasi 2
Tabel.4.4 Data Perolehan Suhu Laju Alir Fluida Panas 393.78 L/jam (tetap) dan
Fluida Dingin Berubah
No Laju Fluida Panas Tetap Laju Fluida Dingin Berubah
Laju alir
(L/jam)
Laju alir
(m3/s)
Thi
(oC)
Tho
(oC)
Laju
alir
(L/jam)
Laju alir
(m3/s)
TCi
(oC)
TCo
(oC)
1 393.78 10.94 x 10-5
60 53 124.13 3.45 x 10-5
24 26
2 393.78 10.94 x 10-5
61 50 214.02 5.95 x 10-5
24 26
3 393.78 10.94 x 10-5
58 46 333.86 9.27 x 10-5
24 25
4 393.78 10.94 x 10-5
57 44 433.73 12.05 x 10-5
24 25
5 393.78 10.94 x 10-5
55 41 553.58 15.38 x 10-5
24 25
-
Variasi 3
Tabel.4.5 Data Perolehan Suhu Laju Alir Fluida Panas 502.09 L/jam (tetap) dan
Fluida Dingin Berubah
No Laju Fluida Panas Tetap Laju Fluida Dingin Berubah
Laju alir
(L/jam)
Laju alir
(m3/s)
Thi
(oC)
Tho
(oC)
Laju
alir
(L/jam)
Laju alir
(m3/s)
TCi
(oC)
TCo
(oC)
1 502.09 13.95 x 10-5
54 49 114.15 3.17 x 10-5
25 43
2 502.09 13.95 x 10-5
54 47 214.02 5.95 x 10-5
25 40
3 502.09 13.95 x 10-5
53 44 313.89 8.72 x 10-5
25 38
4 502.09 13.95 x 10-5
52 42 423.74 11.78 x 10-5
25 37
5 502.09 13.95 x 10-5
50 40 493.66 13.72 x 10-5
24 34
4.1.4 Laju Fluida Panas Berubah dan Fluida Dingin Tetap
Variasi 1
Tabel.4.6 Data Perolehan Suhu Laju Alir Fluida Dingin 67.95 L/jam (tetap) dan
Fluida Panas Berubah
No Laju Fluida Panas Berubah Laju Fluida Dingin Tetap
Laju alir
(L/jam)
Laju alir
(m3/s)
Thi
(oC)
Tho
(oC)
Laju
alir
(L/jam)
Laju alir
(m3/s)
TCi
(oC)
TCo
(oC)
1 114.15 3.17 x 10-5
63 53 67.95 1.89 x 10-5
25 38
2 184.07 5.11 x 10-5
62 50 67.95 1.89 x 10-5
25 42
3 263.95 7.33 x 10-5
62 46 67.95 1.89 x 10-5
25 43
4 333.86 9.27 x 10-5
60 41 67.95 1.89 x 10-5
25 45
5 393.78 10.9 x 10-5
59 39 67.95 1.89 x 10-5
25 46
-
Variasi 2
Tabel.4.7 Data Perolehan Suhu Laju Alir Fluida Dingin 166.74 L/jam (tetap) dan
Fluida Panas Berubah
No Laju Fluida Panas Berubah Laju Fluida Dingin Tetap
Laju alir
(L/jam)
Laju alir
(m3/s)
Thi
(oC)
Tho
(oC)
Laju
alir
(L/jam)
Laju alir
(m3/s)
TCi
(oC)
TCo
(oC)
1 134.12 3.73 x 10-5
60 53 166.74 4.63 x 10-5
25 38
2 194.04 5.39 x 10-5
61 50 166.74 4.63 x 10-5
25 39
3 293.91 8.16 x 10-5
58 46 166.74 4.63 x 10-5
25 40
4 393.78 10.9 x 10-5
57 44 166.74 4.63 x 10-5
25 41
5 433.73 12.0 x 10-5
55 41 166.74 4.63 x 10-5
25 42
Variasi 3
Tabel.4.8 Data Perolehan Suhu Laju Alir Fluida Dingin 375.56 L/jam (tetap) dan
Fluida Panas Berubah
No Laju Fluida Panas Berubah Laju Fluida Dingin Tetap
Laju alir
(L/jam)
Laju alir
(m3/s)
Thi
(oC)
Tho
(oC)
Laju
alir
(L/jam)
Laju alir
(m3/s)
TCi
(oC)
TCo
(oC)
1 104.16 2.89 x 10-5
54 49 375.56 10.4 x 10-5
25 38.5
2 243.98 6.78 x 10-5
54 47 375.56 10.4 x 10-5
25 34
3 313.89 8.72 x 10-5
53 44 375.56 10.4 x 10-5
25 35
4 403.77 11.2 x 10-5
52 42 375.56 10.4 x 10-5
25 36
5 513.63 14.3 x 10-5
50 40 375.56 10.4 x 10-5
25 37
-
4.2 Pengolahan Data
4.2.1 Kurva Kalibrasi
4.1 Kurva Kalibrasi Flowmeter Fluida Panas
4.2 Kurva Kalibrasi Flowmeter Fluida Dingin
y = 1.0013x + 25.7 R = 0.9879
0
100
200
300
400
500
600
700
0.00 200.00 400.00 600.00
Laju
Alir
Te
ruku
r (L
/h)
Laju Alir Nyata (L/h)
kalibrasi laju alir
Linear (kalibrasi laju alir)
y = 0.9391x + 38.379 R = 0.9985
0
100
200
300
400
500
600
700
0.00 200.00 400.00 600.00 800.00
Laju
Alir
Ter
uku
r (L
/h)
Laju Alir Nyata (L/h)
kurva kalibrasi
Linear (kurva kalibrasi)
-
4.2.2 Perpindahan Panas Pada Setiap Laju Alir
1) Laju alir air panas tetap, air dingin berubah
Variasi 1
a. Perpindahan Panas Laju Alir Fluida Dingin
Laju
alir
(L/jam)
TCi
(0C)
TCo
(0C)
T
Cp
(kJ/kg.K)
(kg/ m3)
m
(kg/s)
Q
(watt)
Q
(kW)
124.13 26 45 19 4.1857 997.29 0.034 0.0027 2.7310
194.04 26 43 17 4.1857 997.29 0.054 0.0038 3.8197
292.91 26 41 15 4.1857 997.29 0.081 0.0051 5.0877
393.78 25 38 13 4.1857 997.29 0.109 0.0059 5.9278
533.61 25 35 10 4.1857 997.29 0.148 0.0062 6.1789
b. Perpindahan Panas Laju Alir Fluida Panas
Laju alir
(L/jam)
Thi
(0C)
Tho
(0C)
T
C
(kJ/kg.K)
(kg/ m3)
m
(kg/s)
Q
(watt)
Q
(kW)
293.64 63 53 10 4.1857 997.29 0.0814 0.003403 3.40290
293.64 62 50 12 4.1857 997.29 0.0814 0.004083 4.08348
293.64 62 46 16 4.1857 997.29 0.0814 0.005445 5.44465
293.64 60 41 19 4.1857 997.29 0.0814 0.006466 6.46552
293.64 59 39 20 4.1857 997.29 0.0814 0.006806 6.80581
Variasi 2
a. Perpindahan Panas Laju Alir Fluida Dingin
Lajualir
(L/jam)
TCi
(0C)
TCo
(0C)
T
Cp
(kJ/kg.K)
(kg/ m3)
m
(kg/s)
Q
(watt)
Q
(kW)
124.13 24 26 2 4.1857 997.29 0.0344 0.000287476 0.2875
214.02 24 26 2 4.1857 997.29 0.0593 0.000495655 0.4957
333.86 24 25 1 4.1857 997.29 0.0925 0.000386598 0.3866
433.73 24 25 1 4.1857 997.29 0.1202 0.000502244 0.5022
553.58 24 25 1 4.1857 997.29 0.1534 0.000641026 0.6410
Q = m x Cp x T
-
b. Perpindahan Panas Laju Alir Fluida Panas
Laju alir
(L/jam)
Thi
(0C)
Tho
(0C)
T
C
(kJ/kg.K)
(kg/ m3)
m
(kg/s)
Q
(watt)
Q
(kW)
393.78 60 53 7 4.1857 997.29 0.1092 0.003194 3.194379
393.78 61 50 11 4.1857 997.29 0.1092 0.00502 5.019739
393.78 58 46 12 4.1857 997.29 0.1092 0.005476 5.476079
393.78 57 44 13 4.1857 997.29 0.1092 0.005932 5.932419
393.78 55 41 14 4.1857 997.29 0.1092 0.006389 6.388759
Variasi 3
a. Perpindahan Panas Laju Alir Fluida Dingin
Lajualir
(L/jam)
TCi
(0C)
TCo
(0C)
T
Cp
(kJ/kg.K)
(kg/ m3)
m
(kg/s)
Q
(watt)
Q
(kW)
114.15 25 43 18 4.1857 997.29 0.10404 0.0024 2.3793
214.02 25 40 15 4.1857 997.29 0.10404 0.0038 3.7174
313.89 25 38 13 4.1857 997.29 0.10404 0.0047 4.7252
423.74 25 37 12 4.1857 997.29 0.10404 0.0059 5.8881
493.66 24 34 10 4.1857 997.29 0.10404 0.0057 5.7164
b. Perpindahan Panas Laju Alir Fluida Panas
Laju alir
(L/jam)
Thi
(0C)
Tho
(0C)
T
C
(kJ/kg.K)
(kg/
m3)
m
(kg/s)
Q
(watt)
Q
(kW)
502.09 54 49 5 4.1857 998.07 0.139200268 0.002909 2.909286
502.09 54 47 7 4.1857 997.29 0.139200268 0.004073 4.073
502.09 53 44 9 4.1857 997.29 0.139200268 0.005237 5.236714
502.09 52 42 10 4.1857 997.29 0.139200268 0.005819 5.818571
502.09 50 40 10 4.1857 997.29 0.139200268 0.005819 5.818571
2) Laju Alir Fluida Panas Berubah dan Fluida Dingin Tetap
Variasi 1
a. Perpindahan Panas Laju Alir Fluida Dingin
-
Laju alir
(L/jam)
TCi
(0C)
TCo
(0C)
T
Cp
(kJ/kg.K)
(kg/ m3)
m
(kg/s)
Q
(watt)
Q
(kW)
67.95 25 38 13 4.1857 997.29 0.018824 0.001023 1.022888
67.95 25 42 17 4.1857 997.29 0.018824 0.001338 1.337623
67.95 25 43 18 4.1857 997.29 0.018824 0.001416 1.416306
67.95 25 45 20 4.1857 997.29 0.018824 0.001574 1.573674
67.95 25 46 21 4.1857 997.29 0.018824 0.001652 1.652357
b. Perpindahan Panas Laju Alir Fluida Panas
Laju alir
(L/jam)
Thi
(0C)
Tho
(0C)
T
C
(kJ/kg.K)
(kg/ m3)
m
(kg/s)
Q
(watt)
Q
(kW)
114.15 63 53 10 4.1857 997.29 0.031647 0.001323 1.32285
184.07 62 50 12 4.1857 997.29 0.051031 0.00256 2.559717
263.95 62 46 16 4.1857 997.29 0.073178 0.004894 4.89414
333.86 60 41 19 4.1857 997.29 0.09256 0.007351 7.351107
393.78 59 39 20 4.1857 997.29 0.109172 0.009127 9.126798
Variasi 2
a. Perpindahan Panas Laju Alir Fluida Dingin
Lajualir
(L/jam)
TCi
(0C)
TCo
(0C)
T
Cp
(kJ/kg.K)
(kg/ m3)
m
(kg/s)
Q
(watt)
Q
(kW)
166.74 25 38 13 4.1857 997.29 0.046191 0.00251 2.510027
166.74 25 39 14 4.1857 997.29 0.046191 0.002703 2.703106
166.74 25 40 15 4.1857 997.29 0.046191 0.002896 2.896185
166.74 25 41 16 4.1857 997.29 0.046191 0.003089 3.089264
166.74 25 42 17 4.1857 997.29 0.046191 0.003282 3.282343
b. Perpindahan Panas Laju Alir Fluida Panas
Laju alir
(L/jam)
Thi
(0C)
Tho
(0C)
T
C
(kJ/kg.K)
(kg/ m3)
m
(kg/s)
Q
(watt)
Q
(kW)
134.12 60 53 7 4.1857 997.29 0.037184 0.001088 1.087994
194.04 61 50 11 4.1857 997.29 0.053796 0.002474 2.473539
293.91 58 46 12 4.1857 997.29 0.081484 0.004087 4.087242
393.78 57 44 13 4.1857 997.29 0.109172 0.005932 5.932419
-
433.73 55 41 14 4.1857 997.29 0.120248 0.007037 7.036915
Variasi 3
a. Perpindahan Panas Laju Alir Fluida Dingin
Lajualir
(L/jam)
TCi
(0C)
TCo
(0C)
T
Cp
(kJ/kg.K)
(kg/ m3)
m
(kg/s)
Q
(watt)
Q
(kW)
375.56 25 38.5 13.5 4.1857 997.29 0.10404 0.005871 5.870949
375.56 25 34 9 4.1857 997.29 0.10404 0.003914 3.913966
375.56 25 35 10 4.1857 997.29 0.10404 0.004349 4.348851
375.56 25 36 11 4.1857 997.29 0.10404 0.004784 4.783737
375.56 25 37 12 4.1857 997.29 0.10404 0.005219 5.218622
b. Perpindahan Panas Laju Alir Fluida Panas
Laju alir
(L/jam)
Thi
(0C)
Tho
(0C)
T
C
(kJ/kg.K)
(kg/ m3)
m
(kg/s)
Q
(watt)
Q
(kW)
104.16 54 49 5 4.1857 997.29 0.028877 0.000604 0.60354
243.98 54 47 7 4.1857 997.29 0.067641 0.001979 1.979188
313.89 53 44 9 4.1857 997.29 0.087023 0.003274 3.27382
403.77 52 42 10 4.1857 997.29 0.111942 0.004679 4.67917
513.63 50 40 10 4.1857 997.29 0.1424 0.005952 5.952305
4.2.3 Efisiensi Kalor yang Dipertukarkan
1) Laju Alir Fluida Panas Tetap dan Fluida Dingin Berubah
Variasi 1
No
Kalor / Q (kW)
Efisiensi (%) Panas Dingin
1 3.402906 2.731024534 80.25565
2 4.083488 3.819754337 93.54147
3 5.44465 5.087690725 93.44385
4 6.465522 5.927782391 91.68297
Efisiensi=
-
5 6.805813 6.17896805 90.78957
Variasi 2
No
Kalor / Q (kW)
Efisiensi (%) Panas Dingin
1 3.194379 0.287476267 8.999441
2 5.019739 0.495655125 9.874122
3 5.476079 0.386598028 7.05976
4 5.932419 0.502243943 8.466091
5 6.388759 0.641025988 10.03365
Variasi 3
No
Kalor / Q (kW)
Efisiensi (%) Panas Dingin
1 2.909286 2.379269658 81.78192
2 4.073 3.717413434 91.26967
3 5.236714 4.7251552 90.2313
4 5.818571 5.888110527 101.1951
5 5.818571 5.716384391 98.24378
2) Laju Alir Fluida Panas Berubah dan Fluida Dingin Tetap
Variasi 1
No
Kalor / Q (kW)
Efisiensi (%) Panas Dingin
1 1.32285 1.022888 77.32454
2 2.559717 1.337623 52.25666
3 4.89414 1.416306 28.93882
4 7.351107 1.573674 21.4073
5 9.126798 1.652357 18.10446
-
Variasi 2
No
Kalor / Q (kW)
Efisiensi (%) Panas Dingin
1 1.087994 2.510027 230.7024
2 2.473539 2.703106 109.2809
3 4.087242 2.896185 70.85915
4 5.932419 3.089264 52.07428
5 7.036915 3.282343 46.64463
Variasi 3
No
Kalor / Q (kW)
Efisiensi (%) Panas Dingin
1 0.60354 5.870949 972.753
2 1.979188 3.913966 197.7562
3 3.27382 4.348851 132.8372
4 4.67917 4.783737 102.2347
5 5.952305 5.218622 87.67397
4.2.4 Perbedaan Suhu Logaritmik (Tlm)
1) Laju Alir Fluida Panas Tetap dan Fluida Dingin Berubah
Variasi 1
Laju Alir Thi
(oC)
Tho
(oC)
Tci
(oC)
Tco
(oC)
T1
(oC)
T2
(oC)
Tlm (oC)
Panas Dingin
293.64 124.13 26 45 26 45 18 27 22.20
293.64 194.04 26 43 26 43 19 24 21.40
293.64 292.91 26 41 26 41 21 20 20.50
293.64 393.78 25 38 25 38 22 16 18.84
293.64 533.61 25 35 25 35 24 14 18.55
T Thi Tco T2 Tho Tci
2
ln 2
-
Variasi 2
Laju Alir Thi
(oC)
Tho
(oC)
Tci
(oC)
Tco
(oC)
T1(
oC)
T2
(oC)
Tlm
(oC) Panas Dingin
393.78 124.13 60 53 24 26 47 29 37.28
393.78 214.02 61 50 24 26 44 26 34.21
393.78 333.86 58 46 24 25 40 22 30.11
393.78 433.73 57 44 24 25 38 20 28.04
393.78 553.58 55 41 24 25 35 17 24.93
Variasi 3
Laju Alir Thi
(oC)
Tho
(oC)
Tci
(oC)
Tco
(oC)
T1(
oC)
T2
(oC)
Tlm
(oC) Panas Dingin
502.09 114.15 54 49 25 43 11 24 16.66
502.09 214.02 54 47 25 40 14 22 17.70
502.09 313.89 53 44 25 38 15 19 16.92
502.09 423.74 52 42 25 37 15 17 15.98
502.09 493.66 50 40 24 34 16 16 -
2) Laju Alir Fluida Panas Berubah dan Fluida Dingin Tetap
Variasi 1
Laju Alir Thi
(oC)
Tho
(oC)
Tci
(oC)
Tco
(oC)
T1
(oC)
T2
(oC)
Tlm
(oC) Panas Dingin
114.15 67.95 63 53 25 38 25 28 26.47
184.07 67.95 62 50 25 42 20 25 22.41
263.95 67.95 62 46 25 43 19 21 19.98
333.86 67.95 60 41 25 45 15 16 15.49
393.78 67.95 59 39 25 46 13 14 13.49
Variasi 2
Laju Alir Thi
(oC)
Tho
(oC)
Tci
(oC)
Tco
(oC)
T1
(oC)
T2
(oC)
Tlm
(oC) Panas Dingin
134.12 166.74 60 53 25 38 47 28 36.68
194.04 166.74 61 50 25 39 44 25 33.61
-
293.91 166.74 58 46 25 40 40 21 29.49
393.78 166.74 57 44 25 41 38 19 27.41
433.73 166.74 55 41 25 42 35 16 24.27
Variasi 3
Laju Alir Thi
(oC)
Tho
(oC)
Tci
(oC)
Tco
(oC)
T1
(oC)
T2
(oC)
Tlm
(oC) Panas Dingin
104.16 375.56 54 49 25 38.5 15.5 24 19.44
243.98 375.56 54 47 25 34 20 22 20.98
313.89 375.56 53 44 25 35 18 19 18.50
403.77 375.56 52 42 25 36 16 17 16.49
513.63 375.56 50 40 25 37 13 15 13.98
4.2.5 Koefisien Pindah Panas Keseluruhan (U) menggunakan Neraca Energi
Dimana,
A = 1 m2
Jumlah pelat pada PHE sebanyak 25
A = 25 x 1 m2 =25 m
2
1) Laju Alir Fluida Panas Tetap dan Fluida Dingin Berubah
Variasi 1
LajuAlir (L/jam)
Q (kW)
A (m2)
Tlm
U (W/m2.K) Panas Dingin
293.64 124.13 3.402906 1 22.20 153.3066438
293.64 194.04 4.083488 1 21.40 190.7926709
293.64 292.91 5.44465 1 20.50 265.6453757
293.64 393.78 6.465522 1 18.84 343.161605
293.64 533.61 6.805813 1 18.55 366.8309238
Variasi 2
LajuAlir (L/jam)
Q (kW)
A (m2)
Tlm
U (W/m2.K) Panas Dingin
U =
-
393.78 124.13 3.194379 1 37.28 85.68953806
393.78 214.02 5.019739 1 34.21 146.7138858
393.78 333.86 5.476079 1 30.11 181.8779158
393.78 433.73 5.932419 1 28.04 211.5414416
393.78 553.58 6.388759 1 24.93 256.3080182
Variasi 3
LajuAlir (L/jam)
Q (kW)
A (m2)
Tlm
U (W/m2.K) Panas Dingin
502.09 114.15 2.909286 1 16.66 174.5926204
502.09 214.02 4.073 1 17.70 230.1169179
502.09 313.89 5.236714 1 16.92 309.4751117
502.09 423.74 5.818571 1 15.98 364.1353307
502.09 493.66 5.818571 1 16.49 352.7486797
2) Laju alir panas berubah, dingin tetap
Variasi 1
LajuAlir (L/jam)
Q (kW)
A (m2)
Tlm
U (W/m2.K) Panas Dingin
114.15 67.95 1.502 1 26.47 49.97229
184.07 67.95 1.96 1 22.41 114.2369
263.95 67.95 2.08 1 19.98 244.9113
333.86 67.95 2.31 1 15.49 474.4296
393.78 67.95 2.42 1 13.49 676.3685
Variasi 2
LajuAlir (L/jam)
Q (kW)
A (m2)
Tlm
U (W/m2.K) Panas Dingin
134.12 166.74 1.502 1 36.68 29.65888
194.04 166.74 1.96 1 33.61 73.59609
293.91 166.74 2.08 1 29.49 138.6128
393.78 166.74 2.31 1 27.41 216.4231
433.73 166.74 2.42 1 24.27 289.9058
-
Variasi 3
LajuAlir (L/jam)
Q (kW)
A (m2)
Tlm
U (W/m2.K) Panas Dingin
104.16 375.56 1.502 1 19.44 31.04422
243.98 375.56 1.96 1 20.98 94.31838
313.89 375.56 2.08 1 18.50 177.0063
403.77 375.56 2.31 1 16.49 283.6729
513.63 375.56 2.42 1 13.98 425.8899
4.2.6 Koefisien Pindah Panas Keseluruhan (U) menggunakan Persamaan Empiris
1) Menghitung bilangan Reynold (NRe)
Dimana L = 93mm = 93x10-3
m
v =
= 997,29 kg/m3
= 0.000469 kg/m.s
a. Laju Alir Fluida Panas Tetap dan Fluida Dingin Berubah
Variasi 1
Laju Alir
(L/Jam)
LuasPermuk
aan /A (m2)
Kecepatan
(m/s)
Panas
Kecepatan
(m/s)
Dingin
NRe
Panas
NRe
Dingin
Panas Dingin
293.64 124.13 1 8.157x10-5
3.448x10-5
12.40389 5.239382
293.64 194.04 1 8.157x10-5
5.390x10-5
12.40389 8.190202
293.64 292.91 1 8.157x10-5
8.136x10-5
12.40389 12.36339
293.64 393.78 1 8.157x10-5
10.938x10-5
12.40389 16.62099
293.64 533.61 1 8.157x10-5
14.822x10-5
12.40389 22.52289
Variasi 2
Laju Alir
(L/Jam)
LuasPermuk
aan /A (m2)
Kecepatan
(m/s)
Panas
Kecepatan
(m/s)
Dingin
NRe
Panas
NRe
Dingin
Panas Dingin
393.78 124.13 1 10.9383x10-5
3.448 x 10-5
16.63399 5.239382
-
393.78 214.02 1 10.9383x10-5
5.945 x 10-5
16.63399 9.033534
393.78 333.86 1 10.9383x10-5
9.274 x 10-5
16.63399 14.09184
393.78 433.73 1 10.9383x10-5
12.048 x 10-5
16.63399 18.30724
393.78 553.58 1 10.9383x10-5
15.377 x 10-5
16.63399 23.36596
Variasi 3
Laju Alir
(L/Jam)
LuasPermuk
aan /A (m2)
Kecepatan
(m/s)
Panas
Kecepatan
(m/s)
Dingin
NRe
Panas
NRe
Dingin
Panas Dingin
502.09 114.15 1 13.947 x 10-5
3.171 x 10-5
21.20921 4.818138
502.09 214.02 1 13.947 x 10-5
5.945 x 10-5
21.20921 9.033534
502.09 313.89 1 13.947 x 10-5
8.719 x 10-5
21.20921 13.24893
502.09 423.74 1 13.947 x 10-5
11.77 x 10-5
21.20921 17.88557
502.09 493.66 1 13.947 x 10-5
13.71 x 10-5
21.20921 20.83673
b. Laju Alir Fluida Dingin Tetap dan Fluida Panas Berubah
Variasi 1
Laju Alir (L/Jam) LuasPermuka
an /A (m2)
Kecepatan
(m/s)
Panas
Kecepatan
(m/s)
Dingin
NRe
Panas
NRe
Dingin Panas Dingin
114.15 67.95 1 3.17 x 10-5
1.89 x 10-5
4.82 2.87
184.07 67.95 1 5.11 x 10-5
1.89 x 10-5
7.77 2.87
263.95 67.95 1 7.33 x 10-5
1.89 x 10-5
11.14 2.87
333.86 67.95 1 9.27 x 10-5
1.89 x 10-5
14.10 2.87
393.78 67.95 1 10.9 x 10-5
1.89 x 10-5
16.63 2.87
Variasi 2
Laju Alir (L/Jam) LuasPermuka
an /A (m2)
Kecepatan/
v (m/s)
Panas
Kecepatan/v
(m/s)
Dingin
NRe
Panas
NRe
Dingin Panas Dingin
134.12 166.74 1 3.73 x 10-5
4.63 x 10-5
5.665 7.04
194.04 166.74 1 5.39 x 10-5
4.63 x 10-5
8.196 7.04
293.91 166.74 1 8.16 x 10-5
4.63 x 10-5
12.41 7.04
-
393.78 166.74 1 10.9 x 10-5
4.63 x 10-5
16.63 7.04
433.73 166.74
1 12.00 x 10-
5
4.63 x 10-5
18.32
7.04
Variasi 3
Laju Alir (L/Jam) LuasPermuk
aan /A (m2)
Kecepatan
(m/s)
Panas
Kecepatan
(m/s)
Dingin
NRe
Panas
NRe
Dingin Panas Dingin
104.16 375.56 1 2.89 x 10-5
0.000104 4.399 15.86
243.98 375.56 1 6.78 x 10-5
0.000104 10.30 15.86
313.89 375.56 1 8.72 x 10-5
0.000104 13.25 15.86
403.77 375.56 1 11.20 x 10-5
0.000104 17.05 15.86
513.63 375.56 1 14.3 x 10-5
0.000104 21.69 15.86
2) Menghitung bilangan Proutt (NPr)
Dimana,
Cp = 4.1857 kJ/kg.K
0.0004688 kg/m.s
77.83 W/m.K = 77.83x10-3 kJ/m.K.s
NPr=
= 0.02521
3) Menghitung bilangan Nusselt (NNu)
Karena rejim aliran pada daerah laminar, maka:
a. Laju Alir Fluida Panas Tetap dan Fluida Dingin Berubah
Variasi 1
NNu= 0,664 NRe0,5
. NPr1/3
NPr=
-
Laju Alir (m3/s) NRe NPr NNu
Outside Inside Inside Outside Outside Inside
8.15667E-05 3.44806E-05 4.399 15.86 0.02521 0.000185 0.000121
8.15667E-05 0.0000539 10.30 15.86 0.02521 0.000185 0.000151
8.15667E-05 8.13639E-05 13.25 15.86 0.02521 0.000185 0.000185
8.15667E-05 0.000109383 17.05 15.86 0.02521 0.000185 0.000215
8.15667E-05 0.000148225 21.69 15.86 0.02521 0.000185 0.00025
Variasi 2
Laju Alir (m3/s) NRe NPr NNu
Outside Inside Outside Inside Outside Inside
0.000109383 3.44806E-05 16.63399 5.239382 0.02521 0.000204 0.000114
0.000109383 0.00005945 16.63399 9.033534 0.02521 0.000204 0.00015
0.000109383 9.27389E-05 16.63399 14.09184 0.02521 0.000204 0.000187
0.000109383 0.000120481 16.63399 18.30724 0.02521 0.000204 0.000214
0.000109383 0.000153772 16.63399 23.36596 0.02521 0.000204 0.000241
Variasi 3
Laju Alir (m3/s) NRe NPr NNu
Outside Inside Outside Inside Outside Inside
0.000139469 3.170 x 10-5
21.20921 4.818138 0.02521 0.00023 0.00011
0.000139469 0.00005945 21.20921 9.033534 0.02521 0.00023 0.00015
0.000139469 8.719x 10-5
21.20921 13.24893 0.02521 0.00023 0.000182
0.000139469 0.000117706 21.20921 17.88557 0.02521 0.00023 0.000211
0.000139469 0.000137128 21.20921 20.83673 0.02521 0.00023 0.000228
b. Laju Alir Fluida Dingin Tetap dan Fluida Panas Berubah
Variasi 1
Laju Alir (m3/s) NRe NPr NNu
Inside Outside Inside Outside Inside Outside
3.17 x 10-5
0.000018875 4.82 2.87 0.02521 0.00011 8.46 x 10-5
5.11 x 10-5
0.000018875 7.77 2.87 0.02521 0.000139 8.46 x 10-5
-
7.33 x 10-5
0.000018875 11.14 2.87 0.02521 0.000167 8.46 x 10-5
9.27 x 10-5
0.000018875 14.1 2.87 0.02521 0.000187 8.46 x 10-5
0.000109383 0.000018875 16.63 2.87 0.02521 0.000204 8.46 x 10-5
Variasi 2
Laju Alir (m3/s) NRe NPr NNu
Inside Outside Inside Outside Inside Outside
3.72 x 10-5
4.63 x 10-5
5.665 7.04 0.02521 0.000119 0.000133
0.0000539 4.63 x 10-5
8.196 7.04 0.02521 0.000143 0.000133
8.16 x 10-5
4.63 x 10-5
12.41 7.04 0.02521 0.000176 0.000133
0.000109383 4.63 x 10-5
16.63 7.04 0.02521 0.000204 0.000133
0.000120481 4.63 x 10-5
18.32 7.04 0.02521 0.000214 0.000133
Variasi 3
Laju Alir (m3/s) NRe NPr NNu
Inside Outside Inside Outside Inside Outside
2.89 x 10-5
0.000104322 4.399 15.86 0.02521 0.000105 0.000199
6.77 x 10-5
0.000104322 10.3 15.86 0.02521 0.00016 0.000199
8.71 x 10-5
0.000104322 13.25 15.86 0.02521 0.000182 0.000199
0.000112158 0.000104322 17.05 15.86 0.02521 0.000206 0.000199
0.000142675 0.000104322 21.69 15.86 0.02521 0.000233 0.000199
Menghitung hi dan ho
Dimana,
L = 93x10-3
m
k = 77.83x10
-3 W/m
2.k
NNu =
-
a. Laju Alir Fluida Panas Tetap dan Fluida Dingin Berubah
Variasi 1
NNu ho Hi
Outside Inside
0.000185 0.000121 0.000155 0.000101
0.000185 0.000151 0.000155 0.000126
0.000185 0.000185 0.000155 0.000155
0.000185 0.000215 0.000155 0.00018
0.000185 0.00025 0.000155 0.000209
Variasi 2
NNu ho Hi
Outside Inside
0.000204 0.000114 0.000171
9.54 x
10-5
0.000204 0.00015 0.000171 0.000126
0.000204 0.000187 0.000171 0.000156
0.000204 0.000214 0.000171 0.000179
0.000204 0.000241 0.000171 0.000202
Variasi 3
NNu ho Hi
Outside Inside
0.00023 0.00011 0.000192
9.21 x
10-5
0.00023 0.00015 0.000192 0.000126
0.00023 0.000182 0.000192 0.000152
0.00023 0.000211 0.000192 0.000177
0.00023 0.000228 0.000192 0.000191
-
b. Laju Alir Fluida Dingin Tetap dan Fluida Panas Berubah
Variasi 1
NNu hi Ho
Inside Outside
0.00011 8. x 10-5
9.21E-05 7.08 x 10-5
0.000139 8. x 10-5
0.000116 7.08 x 10-5
0.000167 8. x 10-5
0.00014 7.08 x 10-5
0.000187 8. x 10-5
0.000156 7.08 x 10-5
0.000204 8. x 10-5
0.000171 7.08 x 10-5
Variasi 2
Variasi 3
Maka koefisien pindah panas keseluruhan:
U . A =
Dimana, A = 1 m2 dan X = 0.75 mm = 0.75x10-3m
NNu hi ho
Inside Outside
0.000119 0.000133 9.. x 10-5
0.000111
0.000143 0.000133 0.00012 0.000111
0.000176 0.000133 0.000147 0.000111
0.000204 0.000133 0.000171 0.000111
0.000214 0.000133 0.000179 0.000111
NNu hi Ho
Inside Outside
0.000105 0.000199 8.79E-05 0.000167
0.00016 0.000199 0.000134 0.000167
0.000182 0.000199 0.000152 0.000167
0.000206 0.000199 0.000172 0.000167
0.000233 0.000199 0.000195 0.000167
-
a. Laju Alir Fluida Panas Tetap dan Fluida Dingin Berubah
Variasi 1
ho
(W/m.K)
hi
(W/m.K)
U
(W/m2.K)
0.000155 0.000101 6.115. x 10-5
0.000155 0.000126 6.95. x 10-5
0.000155 0.000155 7.74. x 10-5
0.000155 0.00018 8.32. x 10-5
0.000155 0.000209 8.89. x 10-5
Variasi 2
ho
(W/m.K)
hi
(W/m.K)
U
(W/m2.K)
0.000171 9.54. x
10-5
6.123. x 10-5
0.000171 0.000126 7.254. x 10-5
0.000171 0.000156 8.157. x 10-5
0.000171 0.000179 8.745. x 10-5
0.000171 0.000202 9.26. x 10-5
Variasi 3
ho
(W/m.K)
hi
(W/m.K)
U
(W/m2.K)
0.000192 9.21. x
10-5
6.22. x 10-5
0.000192 0.000126 7.607. x 10-5
0.000192 0.000152 8.483. x 10-5
0.000192 0.000177 9.209. x 10-5
-
0.000192 0.000191 9.574. x 10-5
b. Laju Alir Fluida Dingin Tetap dan Fluida Dingin Berubah
Variasi 1
hi
(W/m.K)
ho
(W/m.K)
U
(W/m2.K)
9.21 x
10-5
7.08 x 10
-5
4.002 x 10-5
0.000116 7.08 x 10-5
4.396 x 10-5
0.00014 7.08 x 10-5
4.702 x 10-5
0.000156 7.08 x 10-5
4.8698 x 10-5
0.000171 7.08 x 10-5
5.0069 x 10-5
Variasi 2
hi
(W/m.K)
ho
(W/m.K)
U
(W/m2.K)
9.96 x
10-5
0.000111
5.2495 x 10-5
0.00012 0.000111 5.766 x 10-5
0.000147 0.000111 6.3244 x 10-5
0.000171 0.000111 6.7308 x 10-5
0.000179 0.000111 6.8513 x 10-5
Variasi 3
Hi
(W/m.K)
ho
(W/m.K)
U
(W/m2.K)
8.79 x
10-5
0.000167
5.7588 x 10-5
-
0.000134 0.000167 7.434 x 10-5
0.000152 0.000167 7.957 x 10-5
0.000172 0.000167 8.473 x 10-5
0.000195 0.000167 8.995 x 10-5
Kurva Hasil Percobaan
a. Kurva U vs Perubahan Laju Alir Dingin
Variasi 1
Variasi 2
5.00E-05
5.50E-05
6.00E-05
6.50E-05
7.00E-05
7.50E-05
8.00E-05
8.50E-05
9.00E-05
9.50E-05
0.00E+00 4.00E-05 8.00E-05 1.20E-04 1.60E-04
U (
W/m
2.K
)
Laju Alir (m3/det)
5.00E-05
5.50E-05
6.00E-05
6.50E-05
7.00E-05
7.50E-05
8.00E-05
8.50E-05
9.00E-05
9.50E-05
0.00E+00 5.00E-05 1.00E-04 1.50E-04 2.00E-04
U (
W/m
2.K
)
Laju Alir (m3/det)
-
Variasi 3
b. Kurva U vs Perubahan Laju Alir Panas
Variasi 1
5.00E-05
5.50E-05
6.00E-05
6.50E-05
7.00E-05
7.50E-05
8.00E-05
8.50E-05
9.00E-05
9.50E-05
1.00E-04
0.00E+00 4.00E-05 8.00E-05 1.20E-04 1.60E-04
U (
W/m
2.K
)
Laju Alir (m3/det)
3.00E-05
3.50E-05
4.00E-05
4.50E-05
5.00E-05
5.50E-05
0.00E+00 4.00E-05 8.00E-05 1.20E-04
U (
W/m
2.K
)
Laju Alir (m3/det)
-
Variasi 2
Variasi 3
4.3 Pembahassan
Pada praktikum kali ini dilakukan perpindahan panas pada fluida berupa cairan
dimana air panas dan air dingin dialirkan melalui aliran yang berbeda dan dikontakan secata
counter current pada Plate Heat Exchanger (PHE). Perpindahan panas yang terjadi
merupakan perpindahan panas secara tidak langsung karena kedua cairan tidak bercampurdi
dalam PHE, tetapi terjadi melaui perantara lempengan (plate). Pada PHE terjadi perpindahan
panas secara konveksi-konduksi. Kalor yang dilepas oleh air panas diserap oleh lempengan
5.00E-05
5.20E-05
5.40E-05
5.60E-05
5.80E-05
6.00E-05
6.20E-05
6.40E-05
6.60E-05
6.80E-05
7.00E-05
0.00E+00 4.00E-05 8.00E-05 1.20E-04 1.60E-04
U (
W/m
2.K
)
Laju Alir (m3/det)
5.00E-05
5.50E-05
6.00E-05
6.50E-05
7.00E-05
7.50E-05
8.00E-05
8.50E-05
9.00E-05
9.50E-05
0.00E+00 4.00E-05 8.00E-05 1.20E-04 1.60E-04
U (
W/m
2.K
)
Laju Alir (m3/det)
-
kemudian diberikan pada air dingin (konduksi), kemudian panas dari air dingin tersebar di
dalam air dingin (konveksi).
Hal pertama yang dilakukan pada percobaan ini adalah kalibrasi flowmeter fluida
panas dan dingin tujuannya yaitu untuk memperoleh nilai laju alir fluida yang tepat.
Kalibrasi dilakukan pada setiap fluida baik panas maupun dingin yaitu dengan cara
memvariasikan laju alir fluida dari 100 L/Jam sampai dengan 600 L/Jam, sehingga
diperoleh laju alir nyata dari fluida tersebut. Selanjutnya data kalibrasi tersebut dibuat
kurva dengan memplot kurva laju alir terukur dan laju alir nyata fluida.
Pada percobaan dilakukan tiga variasi laju alir tetap baik dingin maupun panas, dari
tiap laju alir yang tetap diambil sebanyak 5 data . Variasi ini dilakukan untuk mengetahui
performa PHE. Dari hasil percobaan diperoleh nilai Koefisien pindah panas dan efisiensi
yang diolah dalam grafik dengan menggunakan persamaan Neraca Energi dan persamaan
Empiris.
Sesuai dengan teori, bahwa perpindahan panas dapat terjadi akibat adanya driving
force berupa perbedaan suhu, tekanan, atau konsentrasi. Pada percobaan ini, perpindahan
panas pada PHE terjadi akibat adanya perbedaan suhu antara air panas dan air dingin. Adanya
perbedaan suhu tersebutmenyebabkan perpindahan panas dari air panas ke air dingin
sehingga terjadi kenaikan suhu air dingin keluar dan penurunan suhu air panas keluar.
Adapun jumlah plate yang digunakan pada praktikum PHE ini adalah sebanyak 25 plat
yang disusun secara tersebut dipasang secara bergantian (selang-seling) antara plat aliran
dingin dan aliran panas serta aliran dialirkan secara counter current. Adapun cara
pemasangannya dapat dilustrasikan sebagai berikut :
-
Perpindahan panas pada plat akan lebih besar apabila luas permukaan kontak plat dan
cairan semakin besar sehingga plat dirancang bergelombang. Adapun untuk menghitung luas
permukaan kontak perpindahan panas pada plat adalah sebagai berikut :
Cara menghitung luas permukaan satu plat:
P = 0,4 m L = 0,1 m
A = 0,4 x 0,1 = 0,04 m2
Apabila plat dipasang 25 maka luas permukaan total menjadi :
A = 0,4 x 0,1 x25 = 1 m2
Berdasarkan literatur yang diperoleh laju nilai koefisien pindah panas keseluruhan (U)
berbanding lurus dengan laju alir fluida. dan hal tersebut bisa dikatakan sesuai dengan
percobaan karena diihat dari rata rata nilai tiap RUN. Dari data grafik didapatkan bahwa
hasil koefisien pindah panas (U) secara NE hasilnya bisa dikatakan linear walaupun ada salah
satu RUN yang tidak stabil atau lebih fluktuatif. Perolehan nilai yang fluktuatif tersebut dapat
disebabkan karena pengukuran suhu yang kurang tepat pada suhu masuk dan suhu yang keluar
baik pada pengukuran suhu panas maupun pengukuran suhu dingin. Selain itu, berdasarkan
literatur juga semakin besar laju alir maka akan semakin besar pula nilai koefisien pindah
panas. Pada percobaan berdasarkan perhitungan NE pada laju alir panas tetap hal tersebut
sesuai dengan literatur yang diperoleh. Dimana dari data grafik semakin tinggi laju alir maka
nilai koefisien pindah panas juga tinggi.
Efisiensi yang dihasilkan pada percobaan sangat bervariasi. Pada laju alir panas
tetap efisiensi tertingginya adalah 101.1951 % pada laju alir panas tetap 502.09 L/Jam
dan laju alir dingin 423.74 L/Jam, sedangkan pada laju alir dingin tetap efisiesnsi tertingginya
adalah 972.753 % pada laju alir dingin tetap 375.56 L/jam dan laju alir panas 104.16 L/jam.
Semakin besar laju alir maka akan semakin besar efisiensi yang didapatkan. Walaupun
0,1 m
0,4 m
-
begitu pada percobaan untuk laju alir panas tetap hasil efisiensinya cenderung fluktuatif dan
hanya mengalami peningkatan efisiensi disalah satu titik untuk setiap kenaikan laju alir.
Ketidaksesuain hasil percobaan dengan literatur dapat disebabkan karena adanya panas
yang hilang akibat adanya kontak anatara PHE dengan udara luar . Selain itu hal tersebut
dapat disebabkan karena kerak atau karat pada PHE yang menghambat perpindahan panas
sehingga menyebabkan efisiensi alat menjadi kurang bagus.
Untuk menanggulangi permasalahn-permasalahn tersebut maka diperlukan ketelitian
dalam pembacaan skala temperatur supaya hasil pengukuran tidak banyak melakukan
penyimpangan, perawatan pada PHE dengan melakukan pemeriksaan dan penggantian
gasket,nserta pembersihan plate danpembersihan saluran cairan . Hal tersebut dilakukan
supaya efisiensi yang dihasilkan baik dan performa alat dalam melakukan perpindahan
panas berjalan optimal.
-
BAB V
KESIMPULAN
Adapun kesimpulan dari praktikum Plate Heat Exchanger ini adalah sebagai berikut :
1. Perpindahan panas dapat terjadi dengan 3 cara, yaitu : konduksi, konveksi, dan
radiasi. Pada alat Plate Heat Exchanger (PHE) perpindahan panas terjadi secara
konduksi dan konveksi.
2. Sebagai alat perpindahan panas, PHE memiliki keunggulan lebih mudah dilakukan
pembersihan dan modifikasi
3. Pada percobaan fluida panas tetap, diperoleh nilai U terbesar dengan perhitungan
= 366.83092 W/m2K yaitu pada laju alir fluida panas tetap 293.64 L/jam dan laju
alir panas 533.61 L/jam
4. Efisiensi alat dari Plate Heat Exchanger pada fluida panas tetap = 7.05976 % -
101.1951 %
5. Pada percobaan fluida dingin tetap, diperoleh nilai U terbesar dengan perhitungan
= 676.3685 W/m2K yaitu pada laju alir fluida dingin tetap 67.95 L/jam dan laju
alir panas 393.78 L/jam
6. Efisiensi alat dari PHE pada fluida dingin tetap 18.10446 % - 972.753 %.
7. PHE harus dilakukan perawatan yang tepat untuk mendapatkan nilai efisiensi yang
benar yaitu dengan melakukan pemeriksaan dan penggantian gasket,nserta
pembersihan plate danpembersihan saluran cairan.
-
DAFTAR PUSTAKA
Artono Koestoer, Raldi .Perpindahan Kalor. Salemba Teknika. Jakarta 2002
Geankoplis J. Christie. 1983.transport Processes and unit operations. Amerika
Holman, JP. Alih bahasa E.Jasifi. Perpindahan Kalor. Penerbit Erlangga.Jakarta.1995
Jobsheet praktikum Pilot Plant. Plate Heat Exchanger. Jurusan Teknik Kimia. Politeknik
Negeri Bandung.
Kays,W.M. and London, A.L, Compact Heat Exchanger, 2 nd Edition McGraw-Hill, New
York, 1964