plate heat exchanger

Upload: irma-nurfitriani

Post on 07-Jan-2016

168 views

Category:

Documents


18 download

DESCRIPTION

laporan

TRANSCRIPT

  • 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