rancak iko.doc

57
1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Untuk proses pada kilang Polypropylene diperlukan gas nitrogen sebagai media transfer powder polypropylene. Tanpa gas iner nitrogen powder polypropylene tidak dapat diproses lanjut agar menjadi polytam (biji plastik). Maka dari itu untuk menjamin proses di kilang polypropylene diperlukan kehandalan unit nitrogen plant agar tetap beroperasi normal secara terus menerus. Kegagalan pada unit penghasil gas nitrogen sangat berpengaruh pada proses kilang polypropylene tersebut. Salah satu penyebab terganggunya unit nitrogen plant adalah pada cold box yang disana terdapat turbin expander. Pelumasan yang baik akan menjamin kerja turbin expander. Salah satu faktor pelumasan yang baik adalah pendinginan pelumas tersebut. Jika pendinginan pelumas tidak tercapai temperature yang di tetapkan pabrikan maka kerja turbin akan terganggu dan menyebabkan overheating pada shaft turbin.

Upload: dani-sikumbang

Post on 09-Aug-2015

48 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: rancak iko.doc

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Untuk proses pada kilang Polypropylene diperlukan gas nitrogen

sebagai media transfer powder polypropylene. Tanpa gas iner nitrogen

powder polypropylene tidak dapat diproses lanjut agar menjadi polytam (biji

plastik). Maka dari itu untuk menjamin proses di kilang polypropylene

diperlukan kehandalan unit nitrogen plant agar tetap beroperasi normal secara

terus menerus.

Kegagalan pada unit penghasil gas nitrogen sangat berpengaruh pada

proses kilang polypropylene tersebut. Salah satu penyebab terganggunya unit

nitrogen plant adalah pada cold box yang disana terdapat turbin expander.

Pelumasan yang baik akan menjamin kerja turbin expander. Salah satu faktor

pelumasan yang baik adalah pendinginan pelumas tersebut. Jika pendinginan

pelumas tidak tercapai temperature yang di tetapkan pabrikan maka kerja

turbin akan terganggu dan menyebabkan overheating pada shaft turbin.

Overheating pada shaft turbin akan menyebakan bearing shaft tesebut

rusak dan bahkan shaft turbin tersebut akan ikut rusak juga. Maka dari itu

penulis mencoba menganalisa kemampuan cooler pengganti sebagai

antisipasi jika pendingin pelumas yang asli sudah tidak bisa digunakan lagi

karena sudah banyak yang bocor.

Sementara lube oil cooler dalam proses pembelian maka salah satu cara

agar pendinginan pelumas turbin tetap bekerja dipakai lube oil cooler

pengganti yang di ambil dari Centac yang tidak beroperasi (idle). Untuk

memastikan lube oil cooler dari centac tersebut layak dipakai maka

diperlukan analisa secara mendalam terhadap kemampuan penyerapan

panasnya. Karena jika dilihat secara visual mempunyai fisik yang lebih besar

Page 2: rancak iko.doc

2

dari originalnya memungkinkan mampu untuk mendinginkan pelumas turbin

expander.

1.2 Perumusan Masalah

Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebatas manakah

kemampuan cooler pengganti mendinginkan pelumas turbin sesuai

temperatur yang dicapai oleh cooler aslinya.

1.3 Batasan Masalah

Dalam penelitian dan penulisan skripsi ini batasan masalahnya adalah

1. Kemampuan penyerapan panas minyak pelumas oleh cooler

2. Penurunan temperature dicapai cooler pengganti

3. Penurunan tekanan yang terjadi pada cooler

1.4 Tujuan

Tujuan penelitian ini adalah untuk melihat kemampuan cooler

pengganti layak dipakai sementara atau bahkan sampai batas waktu tertentu

jika memang memungkinkan mengingat cooler pengganti ini diambil dari

cooler kompressor yang sudah tidak beroperasi (idle).

1.5 Sistematika Penulisan

Dalam penulisan penelitian ini penulis membagi dengan beberapa bab yaitu

BAB I Pendahuluan

BAB II Tinjauan Pustaka

Tinjauan pustaka berisikan dasar-dasar teori dari literature yang

menunjang penelitian.

BAB III Metodologi Penelitian

Berisikan penjelasan mengenai prosedur penelitian, peralatan dan

benda kerja, dan data hasil pengamatan.

Page 3: rancak iko.doc

3

BAB IV Analisa Hasil dan Pembahasan

BAB V Kesimpulan dan Saran

Page 4: rancak iko.doc

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Teori Perpindahan Panas (Heat Exchange)

Panas adalah energi yang diterima oleh benda sehingga suhu benda atau

wujudnya berubah. Air digunakan sebagai standar untuk menghitung jumlah

panas karena untuk menaikkan temperature 1 gram air sebesar 1ºC diperlukan

panas 1 kalori.

1 kalori = kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar

1ºC.

1 kalori = 4.18 joule

1 joule = 0.24 kalori

Proses perpindahan panas tersebut dapat dilakukan secara langsung atau

tidak. Maksudnya ialah :

1. Alat penukar kalor yang langsung, ialah dimana fluida yang panas akan

bercampur secara langsung dengan fluida dingin (tanpa adanya pemisah)

dalam suatu bejana atau ruangan tertentu.

2. Alat penukar kalor yang tidak langsung, ialah dimana fluida panas tidak

berhubungan langsung (indirect contact) dengan fluida dingin. Jadi proses

perpindahan panasnya itu mempunyai media perantara, seperti pipa, pelat

atau peralatan jenis lainnya.

Perpindahan panas dapat disebut juga penukar panas(heat exchange),

adalah perpindahan panas dari fluida yang bersuhu tinggi, ke fluida yang

bersuhu lebih rendah. Fluida yang bersuhu tinggi disebut sumber panas, dan

yang lebih rendah disebut penerima panas. Adapun maksud pertukaran panas

adalah untuk sebanyak mungkin menyerap panas dari proses produksi dan

menyerahkannya kepada bahan dasar atau bahan penopang produksi yang

akan diproses dengan menggunakan panas.

Page 5: rancak iko.doc

5

Gambar 2.1 Jenis-jenis perpindahan panas

Tujuan Pertukaran Panas

1. Penyelamatan energi panas bekas proses produksi sebelum terbuang

percuma ke udara bebas. Hal ini dikarenakan energi tersebut dihasilkan

dengan menggunakan biaya, tenaga, dan waktu yang tidak sedikit.

2. Memberikan pemanasan awal bagi bahan baku produksi yang

pemrosesannya menggunakan panas, sehingga energi yang dibutuhkan

untuk pemrosesan tersebut tidak terlalu banyak.

Gambar 2.2 WHB memanfatkan panas dari gas buang

Page 6: rancak iko.doc

Radiasi

6

Pertukaran panas di sini adalah upaya keekonomian, yakni

penghematan biaya atau hemat energi (energy conservation). Dari aspek

teknis, hal ini juga berarti upaya memperpanjang usia peralatan produksi,

sehingga dapat didayagunakan secara optimal. Dari aspek perlindungan

lingkungan, heat exchange juga berarti menurunkan suhu gas bekas dan air

buangan ke laut atau sungai, berarti menyelamatkan makhluk hidup seperti

serangga, ternak, ikan, burung dan tumbuh-tumbuhan serta jasad renik yang

merupakan rangkaian ekologi.

2.2 Jenis - Jenis Perpindahan Panas

2.2.1 Radiasi

Gambar 2.3 Radiasi panas api buner ke tube

Radiasi adalah proses penyebaran panas yang berasal dari pada

boiler dan furnace. Proses pemancaran panas dari sumber panas ke

permukaan benda yang dipanaskan, misalnya panas yang berasal dari

api pemanas (brander) sumber panas yang dipancarkan ke segala arah

melalui udara atau hampa udara, contohnya adalah panas yang berasal

dari matahari yang memanasi bumi dan segala isinya. Di perusahaan

pengolahan minyak prinsip radiasi panas ini digunakan dipancarkan

melalui udara dalam ruang pemanas ke dinding tube bolier yang berisi

air, atau pipa pemanas yang berisi minyak bumi pada furnace.

Page 7: rancak iko.doc

7

Persamaan untuk perpindahan panas secara radiasi adalah :

q = ε.σ.A (T 4s– T 4s)

dimana :

σ = konstanta Stefan-Bolzmann 5,67.10-8 (W/m2K4),

ε = emisivitas permukaan media,

A=luas permukaan perpindahan panas (m2),

Ts = temperatur permukaan benda padat (K),

Tsurr = temperatur surrounding (K).

2.2.2 Konveksi

Konveksi adalah proses penyebaran panas melalui media

tertentu (cairan/gas) untuk memanaskan benda lainnya. Salah satu

contohnya adalah economizer atau waste heat boiler yang

menggunakan gas bekas untuk memanaskan pipa pemanas air

sehingga menghasilkan uap. Perpindahan panas secara konveksi ada 3

cara yaitu secara alamiah, secara dipaksa dan gabungan cara alamiah

dengan dipaksa.

Persamaan untuk perpindahan panas secara konveksi adalah :

q = hA(Ts–T∞)

dimana :

h = koefisien konveksi (W/m2K),

A = luasan permukaan perpindahan panas (m2),

Ts = temperatur permukaan benda padat (K),

T∞ = temperatur fluida yang mengalir (K).

Page 8: rancak iko.doc

8

2.2.3 Konduksi

Konduksi adalah proses penghantaran dalam satu benda padat

yang utuh. Panas yang diterima dari permukaan yang satu diteruskan

oleh molekul benda padat (yang konduktif tersebut hingga ke molekul

permukaan lainnya dengan cara saling berbenturan. Sebagai contoh

adalah tube pemanas minyak pada ruang radian suatu dapur pemanas.

Persamaan untuk perpindahan panas secara konduksi adalah :

q = –kA(dT/dx)

dimana :

k = konduktivitas termal bahan (W/m.K),

dT = beda temperatur antara permukaan (K),

dx = jarak perpindahan panas (m),

2.3 Macam-macam Alat Penukar Panas

Unit penukar kalor adalah suatu alat untuk memindahkan panas dari

suatu fluida ke fluida yang lain. Sebagian besar dari industri-industri yang

berkaitan dengan pemprosesan selalu menggunakan alat ini, sehingga alat

penukar kalor ini mempunyai peran yang penting dalam suatu proses

produksi atau operasi.

Salah satu tipe dari alat penukar kalor yang banyak dipakai adalah Shell

and Tube Heat Exchanger. Alat ini terdiri dari sebuah shell silindris di bagian

luar dan sejumlah tube (tube bundle) di bagian dalam, dimana temperatur

fluida di dalam tube bundle berbeda dengan di luar tube (di dalam shell)

sehingga terjadi perpindahan panas antara aliran fluida di dalam tube dan di

luar tube. Adapun daerah yang berhubungan dengan bagian dalam tube

disebut dengan tube side dan yang di luar dari tube disebut shell side.

Page 9: rancak iko.doc

9

Pemilihan yang tepat suatu alat penukar kalor akan menghemat biaya

operasional harian dan perawatan. Bila alat penukar kalor dalam keadaan

baru, maka permukaan logam dari pipa-pipa pemanas masih dalam keadaan

bersih setelah alat beroperasi beberapa lama maka terbentuklah lapisan

kotoran atau kerak pada permukaan pipa tersebut. Tebal tipisnya lapisan

kotoran tergantung dari fluidanya. Adanya lapisan tersebut akan mengurangi

koefisien perpindahan panasnya. Harga koefisien perpindahan panas untuk

suatu alat penukar kalor selalu mengalami perubahan selama pemakaian.

Batas terakhir alat dapat berfungsi sesuai dengan perencanaan adalah saat

harga koefisien perpindahan panas mencapai harga minimum.

Banyak sekali macam alat penukar panas (HE) yang digunakan di

industri-industi minyak dan gas, rumah tangga dan industry lainnya.

Beberapa diantaranya yang umum dipakai yaitu :

1. Cooler

Gambar 2.4 Arah aliran fluida dalam cooler

HE ini umumnya digunakan sebagai pendingin fluida tertentu seperti

minyak pelumas dengan media pendinginya air.

Page 10: rancak iko.doc

10

2. Heater

HE ini umumnya digunakan sebagai pemanas fluida cair atau gas dengan

suatu elemen pemanas seperti dispenser pada alat rumah tangga.

Gambar 2.5 Heater dengan elemen pemanas listrik

3. Kondensor

HE ini umumnya digunakan pada AC, steam turbin yang berfungsi

untuk merubah fasa gas menjadi fasa cair.

4. Evaporator

HE jenis ini umumnya digunakan pada AC, kulkas yang berfungsi

untuk menyerap panas lingkungan sekitar evaporator.

Gambar 2.6 Evaporator AC split

5. Ekonomiser

HE jenis ini umumnya ada pada boiler atau ketel uap berfungsi untuk

sebagai pemanas awal air boiler.

Page 11: rancak iko.doc

11

Gambar 2.7 Economiser pada boiler jenis water tube

6. Chiller

HE jenis ini umumnya digunakan untuk mendinginkan suatu fluida

dengan freon atau refrigerant.

Gambar 2.8 Chiller system

Page 12: rancak iko.doc

12

2.4 Kelompok Alat Penukar Panas Shell Dan Tubes Berdasarkan TEMA

Begitu banyaknya jenis dari alat penukar kalor shell dan tubes yang

dipergunakan pada dunia industri. Untuk membuat pembagiannya secara pasti

adalah sangat sulit. Tetapi oleh Standard of Turbular Exchanger

Manufactures Association (TEMA) dikelompokkan berdasarkan pemakaian

dari heat exchanger itu menjadi 3 kelompok, yaitu :

1. Alat penukar kalor kelas “R”, yang dipergunakan pada industri minyak

dan peralatan yang berhubungan dengan proses tersebut.

2. Alat penukar kalor kelas “C”, yang umumnya dipergunakan pada

keperluan komersial.

3. Alat penukar kalor kelas “B”, yang umumnya dipergunakan pada proses

kimia.

Kelas R, kelas C dan kelas B ini, kesemuanya adalah alat penukar kalor yang

tidak dibakar (unfired shell and tubes), tidak sama dengan dapur atau ketel

uap.

Penggunaan alat penukar panas shell dan tubes didasari oleh beberapa

alasan yaitu :

1. Luas permukaan kontak lebih besar

2. Lay out mekaniknya lebih baik, dan dapat dipakai untuk operasi yang

bertekanan.

3. Bahan/material bisa dari berbagai jenis, dipilih sesuai dengan kondisi

operasi yang dibutuhkan.

4. Mudah dibersihkan

5. Konstruksinyua sederhana, sehingga kebutuhan ruangan relatif lebih kecil,

6. Mudah pengoperasiannya oleh operator.

Persamaan umum untuk menyatakan jumlah kalor yang dipindahkan

dari fluida pada alat penukar panas dinyatakan dengan persamaan:

Page 13: rancak iko.doc

13

Q = U . A . LMTD

Dimana :

Q = Kalor yang dipindahkan persatuan waktu (Watt)

U = Koefisien perpindahan kalor menyeluruh (Watt/m2 0C)

A = Luas perpindahan kalor menyeluruh (m2)

LMTD = Beda suhu rata-rata (0C)

Untuk aliran sejajar

LMTD = _____________________

_ ______

Untuk aliran berlawanan

LMTD = ____________________

_______

( T1 – t1 ) - ( T2 – t2 )

T1 – t1

T2 – t2

ln )(

( T1 – t2 ) - ( T2 – t2 )

T1 – t2

T2 – t1

ln )(

Page 14: rancak iko.doc

14

Gambar 2.9 Aliran fluida berlawanan dalam shell dan tubes

Page 15: rancak iko.doc

15

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

Untuk mengetahui kemampuan penyerapan panas cooler diperlukan

prosedur penelitian dan data hasil pengamatan di lapangan.

3.1 Diagram Alir Prosedur Penelitian

Cooler Subsitusi

Temperature PressureTemperature Pressure

Analisa Data

Cooler Original

COOLER

Page 16: rancak iko.doc

16

3.2 Data Hasil Pengamatan

IndikasiCooler Original Cooler Subsitusi

Air Oli Air Oli

Input Temperatur (oC)

Output Temperature (oC)

Input Pressure (Kg/cm2)

Output Pressure (Kg/cm2)

Kesimpulan

Page 17: rancak iko.doc

17

Spek cooler pengganti

Parameter Shell Tube

Pressure(Psi) 150 150

Temperature(F) 300 200

Spek cooler asli merek bloksma made in Holland

Parameter Shell Tube

Pressure(Psi) 150 150

Temperature(F) 120 80

Page 18: rancak iko.doc

18

Unit penukar kalor adalah suatu alat untuk memindahkan panas dari

suatu fluida ke fluida yang lain. Sebagian besar dari industri-industri yang

berkaitan dengan pemprosesan selalu menggunakan alat ini, sehingga alat penukar

kalor ini mempunyai peran yang penting dalam suatu proses produksi atau

operasi.

Salah satu tipe dari alat penukar kalor yang banyak dipakai adalah Shell

and Tube Heat Exchanger. Alat ini terdiri dari sebuah shell silindris di bagian luar

dan sejumlah tube (tube bundle) di bagian dalam, dimana temperatur fluida di

dalam tube bundle berbeda dengan di luar tube (di dalam shell) sehingga terjadi

perpindahan panas antara aliran fluida di dalam tube dan di luar tube. Adapun

daerah yang berhubungan dengan bagian dalam tube disebut dengan tube side dan

yang di luar dari tube disebut shell side.

Pemilihan yang tepat suatu alat penukar kalor akan menghemat biaya

operasional harian dan perawatan. Bila alat penukar kalor dalam keadaan baru,

maka permukaan logam dari pipa-pipa pemanas masih dalam keadaan bersih

setelah alat beroperasi beberapa lama maka terbentuklah lapisan kotoran atau

kerak pada permukaan pipa tersebut. Tebal tipisnya lapisan kotoran tergantung

dari fluidanya. Adanya lapisan tersebut akan mengurangi koefisien perpindahan

panasnya. Harga koefisien perpindahan panas untuk suatu alat penukar kalor

selalu mengalami perubahan selama pemakaian. Batas terakhir alat dapat

Page 19: rancak iko.doc

19

berfungsi sesuai dengan perencanaan adalah saat harga koefisien perpindahan

panas mencapai harga minimum.

Tujuan penulisan ini adalah untuk menentukan besar neraca panas, Log Mean

Temperature Different, temperatur kalorik, luas daerah aliran, kecepatan aliran

massa, bilangan Reynold, faktor perpindahan panas, bilangan Prandtl, koeffisien

perpindahan panas, temperatur dinding tube, rasio viskositas, koeffisien

perpindahan panas terkoreksi, clean overall heat transfer coefficient, overall heat

transfer coefficient design, faktor pengotoran, pressure drop, dan effisiensi efektif

dari alat penukar kalor.

Aplikasi program untuk perhitungan effisiensi alat penukar kalor dengan

menggunakan Microsoft Visual Basic 6.0 adalah untuk :

1. Memberikan pengetahuan tentang aplikasi pemrograman dengan

menggunakan Microsoft Visual Basic 6.0.

2. Mempelajari dan menciptakan aplikasi program tentang perhitungan

effisiensi alat penukar kalor tipe shell and tube.

3. Mempermudah penghitungan effisiensi alat penukar kalor tipe shell and

tube.

Alat penukar kalor sangat dibutuhkan pada proses produksi dalam suatu industri,

maka untuk mengetahui unjuk kerja dari alat penukar kalor perlu diadakan

analisis. Dengan analisis yang dilakukan dapat diketahui bahwa alat tersebut

mampu menghasilkan kalor dengan standar kerja sesuai kebutuhan yang

diinginkan.

Hasil penelitian ini digunakan untuk mempermudah dalam perhitungan alat

penukar kalor tipe shell and tube dengan memasukkan perhitungannya ke dalam

aplikasi program visual basic 6.0.

ALAT PENUKAR KALOR

Alat penukar kalor merupakan suatu peralatan dimana terjadi perpindahan panas

dari suatu fluida yang temperaturnya lebih tinggi kepada fluida yang

temperaturnya lebih rendah. Proses perpindahan panas tersebut dapat dilakukan

secara langsung atau tidak. Maksudnya ialah :

Page 20: rancak iko.doc

20

3. Alat penukar kalor yang langsung, ialah dimana fluida yang panas akan

bercampur secara langsung dengan fluida dingin (tanpa adanya pemisah)

dalam suatu bejana atau ruangan tertentu.

4. Alat penukar kalor yang tidak langsung, ialah dimana fluida panas tidak

berhubungan langsung (indirect contact) dengan fluida dingin. Jadi proses

perpindahan panasnya itu mempunyai media perantara, seperti pipa, pelat

atau peralatan jenis lainnya.

Klasifikasi Alat Penukar Kalor

Melihat begitu banyaknya jenis alat penukar kalor (heat exchanger), maka dapat

diklasifikasikan berdasarkan bermacam-macam pertimbangan yaitu :

1. Klasifikasi berdasarkan proses perpindahan panas

a. Tipe kontak tidak langsung

1) Tipe dari satu fase

2) Tipe dari banyak fase

3) Tipe yang ditimbun (storage type)

4) Tipe fluidized bed

b. Tipe kontak langsung

1) Immiscible fluids

2) Gas liquid

3) Liquid vapor

2. Klasifikasi berdasarkan jumlah fluida yang mengalir

1) Dua jenis fluida

2) Tiga jenis fluida

3) N – Jenis fluida (N lebih dari tiga)

3. Klasifikasi berdasarkan kompaknya permukaan

1) Tipe penukar kalor yang kompak, Density luas permukaan > 700 m2/m3

2) Tipe penukar kalor yang tidak kompak, Density luas permukaan < 700

2/m3

4. Klasifikasi berdasarkan mekanisme perpindahan panas

1) Dengan cara konveksi, satu fase pada kedua sisi alirannya

Page 21: rancak iko.doc

21

2) Dengan cara konveksi pada satu sisi aliran dan pada sisi yang lainnya

terdapat cara konveksi 2 aliran

3) Dengan cara konveksi pada kedua sisi alirannya serta terdapat 2 pass

aliran masing-masing

4) Kombinasi cara konveksi dan radiasi

5. Klasifikasi berdasarkan konstruksi

a. Konstruksi tubular (shell and tube)

1) Tube ganda (double tube)

2) Konstruksi shell and tube

Sekat plat (plate baffle)

Sekat batang (rod baffle)

Konstruksi tube spiral

b. Konstruksi tipe pelat

1) Tipe pelat 3) Tipe lamella

2) Tipe spiral 4) Tipe pelat koil

c. Konstruksi dengan luas permukaan diperluas (extended surface)

1) Sirip pelat (plate fin)

2) Sirip tube (tube fin)

Heat pipe wall

Ordinary separating wall

d. Regenerative

1) Tipe rotary 3) Tipe disk (piringan)

2) Tipe drum 4) Tipe matrik tetap

6. Klasifikasi berdasarkan pengaturan aliran

a. Aliran dengan satu pass

1) Aliran berlawanan 4) Aliran parallel

2) Aliran melintang 5) Aliran split

3) Aliran yang dibagi (divided)

b. Aliran multipass

1) Permukaan yang diperbesar (extended surface)

Aliran counter menyilang

Page 22: rancak iko.doc

22

Aliran paralel menyilang

Aliran compound

2) Shell and tube

Aliran paralel yang berlawanan (M pass pada shell dan N pass pada tube)

Aliran split

Aliran dibagi (devided)

3) Multipass plat

N – paralel plat multipass

Pembagian Alat Penukar Kalor Jenis Shell Dan Tubes Berdasarkan Standard ofTurbular Exchanger Manufactures Association (TEMA)Begitu banyaknya jenis dari alat penukar kalor shell dan tubes yang dipergunakanpada dunia industri. Untuk membuat pembagiannya secara pasti adalah sangat sulit.Tetapi oleh Standard of Turbular Exchanger Manufactures Association (TEMA)dikelompokkan berdasarkan pemakaian dari heat exchanger itu menjadi 3 kelompok, yaitu :1. Alat penukar kalor kelas “R”, yang dipergunakan pada industri minyak dan peralatan yangberhubungan dengan proses tersebut.2. Alat penukar kalor kelas “C”, yang umumnya dipergunakan pada keperluan komersial.3. Alat penukar kalor kelas “B”, yang umumnya dipergunakan pada proses kimia.Kelas R, kelas C dan kelas B ini, kesemuanya adalah alat penukar kalor yang tidakdibakar (unfired shell and tubes), tidak sama dengan dapur atau ketel uap.METODE PENELITIANProses pengumpulan data-data tentang spesifikasi dan data-data pada saat alatpenukar kalor beroperasi ini dilakukan dengan melakukan peninjauan langsung ke PusdiklatMigas Cepu. Pengumpulan data dilakukan dengan cara tanya-jawab langsung denganbeberapa karyawan, menelaah dari manual handbook dan mencatat data-data pada saat alatpenukar kalor beroperasi. Untuk mendapatkan data-data sebagai penunjang diperlukanadanya langkah-langkah kerja, yaitu :1. Mengetahui cara pengoperasian alat penukar kalor tipe shell and tube.2. Mencari dan mengumpulkan referensi-referensi mengenai perpindahan panas dan alatpenukar kalor.

Page 23: rancak iko.doc

23

3. Menganalisa data-data tersebut untuk mendapatkan perhitungan effisiensi alat penukarkalor tipe shell and tube.4. Mengaplikasikan perhitungan effisiensi alat penukar kalor tipe shell and tube ke programMicrosoft Visual Basic 6.0.HASIL DAN PEMBAHASANSpesifikasi Desain Heat ExchangerSpesifikasi Pada ShellDiameter luar (ODs) = 31,614 in x 0,0834 = 2,637 ft Jumlah baffle (N) = 4 buahDiameter dalam (IDs) = 30,748 in x 0,0834 = 2,564 ft Fluida yang digunakan = SolarJarak antar baffle (B) = 23,623 in x 0,0834 = 1,97 ft Jumlah passes (n) = 1 passTemperatur fluida masuk (T1) = 536 oF SG 60/60oF fluida = 0,857Temperatur fluida keluar (T2) = 248 oFKapasitas produksi per hari = 172,557 m3 x 35,318 = 6094,37 ft3Spesifikasi Pada TubeDiameter luar (ODt) = 1 in x 0,0834 = 0,0834 ft BWG = 14Pitch (Pt) = 1,25 in x 0,0834 = 0,104 ft Jumlah tube (Nt) = 382 buahJarak antar tube (c) = 0,25 in x 0,0834 = 0,021 ft Panjang tube (L) = 9,843 ftTemperatur fluida masuk (t1) = 95 oF Jumlah passes (n) = 1 passTemperatur fluida keluar (t2) = 208,4 oF Fluida yang digunakan = Crude OilSG 60/60oF fluida = 0,8533Kapasitas produksi per hari = 507,125 m3 x 35,318 = 17910,64 ft3Gambar 1. Tampilan Masukan DataMenentukan Neraca PanasNeraca Panas Pada Shell (Solar)Perhitungan neraca panas dapat diperoleh sebagai berikut :_ Temperatur rata-rata21 2 T TTr2536 F 248 F 392 F_ Derajat API (oAPI)131,560 / 60141,5 SG FAPIDengan SG 60/60OF dari data yang diperoleh = 0,8570 maka :

Page 24: rancak iko.doc

24

131,50,8570141,5 API 33,61_ Dengan menggunakan grafik Approximate change of intermediate-base oils withtemperature. Grafik hubungan antara temperatur (oF) dengan oAPI dari solar maka akandapat diperoleh SG pada tiap temperatur dari solar adalah 0,75 dengan menggunakangrafik Specific heats of hydrocarbon liquids. Grafik hubungan antara temperatur denganoAPI dari solar maka dapat diperoleh panas spesifik dari solar, cpsolar(BTU/lb.oF) adalah0,63 BTU/lb.oF._ Menentukan kapasitas dari solar, Qsolar (ft3/jam)Dengan kapasitas solar yang diperoleh dari data yang diambil tanggal 09 Februari 2005yakni 172,557 m3. Maka kapasitas dari solar :3 3335,318 /24172,557x ft mjammQsolar 253,932 ft 3 / jam_ Menentukan massa jenis dari solar (_solar)solar solar air SG x dimana _air = 1000 kg/m30,75 x 1000 kg /m3 x 0,06243 lb / ft 3 solar 46,8225 lb / ft 3_ Menentukan laju aliran massa solar, Ws (lb/jam)s solar solar W Q x W 253,932 ft 3 / jam x 46,8225 lb / ft 3 s 11.889,73 lb / jam_ Panas yang dilepaskan oleh solar, qs (BTU/jam)1 2 q W x cp x T T s s s q lb jam x BTU lb F x F Fs 11.889,73 / 0,63 / 536 248 2.157.272,611 BTU / jamNeraca Panas Pada Tube (Crude Oil)_ Temperatur rata-rata, 295 208,421 2 t t F FTav= 151,7 oF_ Derajat API (oAPI)

Page 25: rancak iko.doc

25

131,560 / 60141,5 SG FAPIDengan SG60/60 oF dari data yang diperoleh = 0,8533 maka,131,50,8533141,5 API = 34,33 oF_ Dengan menggunakan grafik Approximate change of intermediate-base oils withtemperature. Grafik hubungan antara temperatur (oF) dengan oAPI dari crude oil makaakan dapat diperoleh SG pada tiap temperatur dari crude oil adalah 0,81. Dan denganmenggunakan grafik Specific heats of hydrocarbon liquids. Grafik hubungan antaratemperatur dengan oAPI dari crude oil maka dapat diperoleh panas spesifik dari crude oil,cpcrude oil (BTU/lb.oF) adalah 0,49 BTU/lb.oF._ Menentukan kapasitas dari Crude Oil, Qcrude oil (ft3/jam)Dengan volume crude oil yang diperoleh dari data yang diambil tanggal 09 Februari 2005yakni 507,125 m3. Maka kapasitas dari crude oil :3 3335,318 /24507,125x ft mjammQ Crude Oil 746,277 ft 3 / jam_ Menentukan massa jenis dari Crude Oil (_Crude Oil )Crude Oil Crude Oil air SG x dimana _air = 1000 kg/m30,81 x 1000 kg /m3 x 0,06243 lb / ft 3 Crude Oil 50,57 lb / ft 3_ Menentukan laju aliran massa Crude Oil, WCO (lb/jam)CrudeOil CrudeOil CrudeOil W Q x W 746,277 ft 3 / jam x 50,57 lb / ft 3 CrudeOil 37.739,23 lb / jam_ Panas yang diserap oleh Crude Oil, qCO (BTU/jam)2 1 q W x cp x t t CrudeOil CrudeOil CrudeOil q lb jam x BTU lb F x F FCrudeOil 37.739,23 / 0,49 / 208,4 95 2.097.018,054 BTU / jam

Page 26: rancak iko.doc

26

Gambar 2. Hasil Eksekusi Perhitungan Neraca PanasMenentukan LMTD (Log Mean Temperature Different) Dan Temperatur KalorikLMTD (Log Mean Temperature Different)Perhitungan LMTD (Log Mean Temperature Different) dapat diperoleh sebagaiberikut :Gambar 3. LMTD (Log Mean Temperature Different)Keterangan Shell (Solar) Tube (Crude Oil) Beda TemperaturTemperatur fluida tinggi T1 = 536oF t2 = 208,4 oF _T1 = 327,6oFTemperatur fluida rendah T2 = 248oF t1 = 95 oF _T2 = 153 oFBeda temperatur (_T) 288 oF 113,4 oF 174,6 oF_T LMTD untuk aliran yang berlawanan arah (Counter flow)2 1 1 21 2 2 1lnT tT tT t T tT LMTDdimana, T1 = Temperatur fluida panas masuk t1 = Temperatur fluida dingin masukT2 = Temperatur fluida panas keluar t2 = Temperatur fluida dingin keluarmaka,F FF FF F F FT LMTD248 95536 208,4ln536 208,4 248 95= 229,435 oFTemperatur Kalorik

Page 27: rancak iko.doc

27

Besarnya temperatur kalorik dari solar (Shell) dan Crude Oil (Tube) dapat diperolehsebagai berikut :( ) 2 1 2 T T F T T C C Untuk Solar (Shell)( ) 1 2 1 t t F t t C C Untuk Crude Oil (Tube)Dengan menggunakan grafik The Caloric Temperature Factor, FC dengan bedatemperatur pada shell = 288 oF, maka dapat diperoleh harga : KC = 0,54.Dimana, _Th = Beda temperatur pada fluida temperatur tinggi_Tl = Beda temperatur pada fluida temperatur rendahDenganFFTThl327,6153= 0,467dan untuk _Tl/_Th = 0,467 dan harga KC = 0,54 dengan grafik pada The Caloric TemperatureFactor, FC dapat diperoleh : FC = 0,375Maka besar temperatur kalorik untuk solar (Shell), adalah :( ) 2 1 2 T T F T T C C 248 F 0,375 (536 F 248 F) = 356 oFt2 =208,4 oF t1 = 95oFT2 =oT1 =536 oFdan besar temperatur kalorik untuk Crude Oil (Tube), adalah :( ) 1 2 1 t t F t t C C 95 F 0,375 (208,4 F 95 F) = 137,525 oFGambar 4. Hasil Eksekusi Perhitungan LMTD Dan Temperatur KalorikMenentukan Bilangan ReynoldMenentukan Bilangan Reynold Pada ShellLuas Daerah Aliran ShellLuas daerah aliran dari shell dapat diperoleh sebagai berikut :x PtID x C x B

Page 28: rancak iko.doc

28

as 144' dimana, ID = Diameter dalam dari shell = 30,748 in = 2,564 ftC’ = Jarak antara diameter luar dengan pitch (Pt-OD) = 0,25 in = 0,021 ftB = Jarak antara Baffle = 23,623 in = 1,97 ftPt = Jarak antara titik pusat tube = 1,25 in = 0,104 ftx ftft x ft x ftas 144 0,1042,564 0,021 1,97 = 0,007 ft2Kecepatan Aliran Massa Pada ShellKecepatan aliran massa pada shell dapat diperoleh sebagai berikut :sss aWG dimana, Ws = Laju aliran massa pada shell = 11.889,73 lb/jamas = Luas daerah aliran pada shell = 0,007 ft2maka besarnya kecepatan aliran massa untuk shell :0,007 211.889,73 /ftlb jamGs = 1.698.532,86 lb/ft2jamBilangan Reynolds Pada Shell (Solar)Bilangan Reynolds pada shell dapat diperoleh sebagai berikut :ssDe x G Re Dimana :Gs = Kecepatan aliran massa pada shell = 1.698.532,86 lb/ft2jamDe = Diameter ekuivalenDari grafik Shell Side Heat Transfer Curve For Segmental Baffles, untuk tipe PitchTriangular dengan Pt = 1,25 in serta diameter luar shell (ODs) dapat diperoleh De =0,99 in = 0,083 ft.μs = Viskositas dari solarDari grafik Viskosity Of Mid-Continent Oils, untuk Tc = 374,72 oF dan oAPI = 33,61dapat harga _ = 0,615 cp0,615 cp x 2,4192 lb / ft. jam 1,4878 lb / ft. jammaka bilangan Reynold untuk shell :94.756,17

Page 29: rancak iko.doc

29

1,4878 / .0,083 1.698.532,86 /Re2lb ft jamft x lb ft jamsMenentukan Bilangan Reynold Pada Tube (Crude Oil)Luas Daerah Aliran TubeLuas daerah aliran dari tube dapat diperoleh sebagai berikut :x nN x a ta tt 144' dimana, Nt = Jumlah tube = 382 buaha’t = Luas aliran per tubeberdasarkan tabel yang terdapat pada Viscosity Of Mid-Continent Oilsdiameter luar tube (ODt) 1 in BWG 14 dapat diperoleha’ = 0,546 in2 = 0,0038 ft2n = Jumlah passes = 1 passesmaka luas daerah aliran untuk tube :144 1382 0,0038 2xx ftat = 0,0101 ft2Kecepatan Aliran Massa Pada TubeKecepatan aliran massa pada tube dapat diperoleh sebagai berikut :ttt aWG dimana, Wt = Laju aliran massa pada tube = 37.739,23 lb/jamat = Luas daerah aliran pada tube = 0,0101 ft2maka besarnya kecepatan aliran massa untuk tube :0,0101 237.739,23 /ftlb jamGt = 3.736.557,426 lb/ft2jamBilangan Reynold Pada Tube (Crude Oil)Bilangan Reynolds pada tube dapat diperoleh sebagai berikut :

Page 30: rancak iko.doc

30

t ttID x G Re Dimana :Gt = Kecepatan aliran massa pada tube (lb/ft2jam) = 3.736.557,426 lb/ft2jamIDt = Diameter dalam tubeDari grafik Heat Exchanger and Condenser Tube Data, dengan diameter luar tube(ODt) =1 in dan BWG =14 dapat diperoleh diameter dalam tube (IDt) = 0,834 in =0,0696 ft.μt = Viskositas dari cude oilDari grafik Viskosity Of Mid-Continent Oils, untuk Tc = 144,89 oF dan oAPI = 34,33dapat harga _ = 3,3 cp3,3 cp x 2,4192 lb / ft. jam 7,983 lb / ft. jammaka bilangan Reynold untuk tube :32.577,287,983 / .0,0696 3.736.557,426 /Re2lb ft jamft x lb ft jamtGambar 5. Hasil Eksekusi Perhitungan Bilangan ReynoldFaktor Perpindahan PanasFaktor Perpindahan Panas Pada ShellFaktor perpindahan panas pada shell dapat diperoleh dengan menggunakan grafikShell Side Heat Transfer Curve For Segmental Baffles, untuk Res = 93.421,57 danpemotongan baffle 15 % dapat diperoleh harga faktor perpindahan panas pada shell JHs =124Faktor Perpindahan Panas Pada TubeFaktor perpindahan panas pada tube dapat diperoleh dengan menggunakan grafikTube Side Heat Transfer, untuk Ret = 32.577,28 dan 141,4220,06969,843 ftftDLdapatdiperoleh harga faktor perpindahan panas pada tube JHt = 100Menentukan Bilangan PrandtlBilangan Prandtl Pada Shell

Page 31: rancak iko.doc

31

Harga bilangan Prandtl pada shell dapat diperoleh sebagai berikut :ssrs kcp xPDimana :_s = Viskositas dari solarDari grafik Viskosity Of Mid-Continent Oils, untuk Tc = 356,72 oF dan oAPI = 33,61dapat diperoleh harga _ = 0,67 cp0,67 cp x 2,4192 lb / ft. jam 1,6209 lb / ft. jamcps = Panas spesifik dari solarDengan menggunakan grafik Specific Heat Of Hydrocarbon Liquids, untuk Tc = 356 oFdan oAPI = 33,61 dapat diperoleh harga cp = 0,63 BTU/lboFks = Konduktivitas thermalHarga konduktivitas thermal dari solar dapat diperoleh dengan menggunakan grafikThermal Conductivities Of hydrocarbon Liquids, untuk Tc = 356 oF dan oAPI = 33,61dapat diperoleh harga k = 0,071 BTU/jam(ft2(oF/ft))maka bilangan Prandtl untuk shell :14,380,071 / /0,63 / 1,6209 / .2 BTU jam ft F ftBTU lb F x lb ft jamP oorsBilangan Prandtl Pada TubeHarga bilangan Prandtl pada tube dapat diperoleh sebagai berikut :ttrt kcp xPDimana :_t = Viskositas dari crude oil

Page 32: rancak iko.doc

32

Dari grafik Viskosity Of Mid-Continent Oils, untuk Tc = 137,89 oF dan oAPI = 34,33 dapatdiperoleh harga _ = 3,5 cp3,5 cp x 2,4192 lb / ft. jam 8,4672 lb / ft. jamcpt = Panas spesifik dari crude oilDengan menggunakan grafik Specific Heat Of Hydrocarbon Liquids, untuk Tc = 137,89oF dan oAPI = 34,33 dapat diperoleh harga cp = 0,49 BTU/lboFkt = Konduktivitas thermalHarga konduktivitas thermal dari solar dapat diperoleh dengan menggunakan grafikThermal Conductivities Of hydrocarbon Liquids, untuk Tc = 137,89 oF dan oAPI = 34,33dapat diperoleh harga k = 0,076 BTU/jam(ft2(oF/ft))maka bilangan Prandtl untuk tube :54,590,076 / /0,490 / 8,4672 / .2 BTU jam ft F ftBTU lb F x lb ft jamP oortMenentukan Koefisien Perpindahan PanasKoefisien Perpindahan Panas Pada ShellKoefisien perpindahan panas pada shell dapat diperoleh sebagai berikut :31rsssso x PDekJH xh Dimana :so h= Koefisien perpindahan panas pada shell (BTU/jam.ft2.oF)JHs = Faktor perpindahan panas = 124De = Diameter ekuivalen pada shell = 0,083 ft

Page 33: rancak iko.doc

33

ks = Konduktivitas thermal pada shell = 0,071 BTU/jam (ft2) (oF/ft)Prs = Bilangan Prandtl pada shell = 14,38Maka harga koefisien perpindahan panas pada shell :x BTU jam ft FftBTU jam ft F ftxh ooso 14,38 257,63 / . .0,0830,071 / . /124 232 1Koefisien Perpindahan Panas Pada TubeKoefisien perpindahan panas pada tube dapat diperoleh sebagai berikut :31rttttti x PIDkJH xh Dimana :ti h= Koefisien perpindahan panas pada tube (BTU/jam.ft2.oF)JHt = Faktor perpindahan panas = 100IDt = Diameter dalam pada tube = 0,0696 ftkt = Konduktivitas thermal pada tube = 0,076 BTU/jam (ft2) (oF/ft)Prt = Bilangan Prandtl pada tube = 54,59Maka harga koefisien perpindahan panas pada shell :x BTU jam ft FftBTU jam ft F ft

Page 34: rancak iko.doc

34

xh ooti 54,59 413,11 / . .0,06960,076 / . /100 232 1Temperatur Pada Dinding TubeUntuk menentukan harga temperatur pada dinding tube (Tw), maka sebelumnya perluditentukan dahulu hargatio h, dimanatio hdapat diperoleh sebagai berikut :BTU jam ft FftftBTU jam ft F xhODIDxh ho otiotttitio344,53 / . .0,08340,0696413,11 / . 2 . 2

Page 35: rancak iko.doc

35

Maka besarnya harga temperatur pada dinding tube dapat diperoleh sebagai berikut :c ctiososow c T th hht t t FF FBTU jam ft F BTU jam ft FBTU jam ft Ft Fowo oo ooow231356 137,525257,63 / . . 344,53 / . .257,63 / . .137,525 2 22Gambar 6. Hasil Eksekusi Perhitungan Bilangan Prandtl Dan Koefisien PerpindahanPanas

Page 36: rancak iko.doc

36

Menentukan Rasio Viskositas Dan Koefisien Dinding TubeRasio Viskositas Dari Solar (Shell)Dengan menggunakan grafik Viskosity Of Mid-Continent Oils, untuk temperatur Tw =317,32 oF dan oAPI = 33,61 akan didapatkan viskositas solar pada dinding tube yaitu sebesar0,8 cp.0,8 cp = 0,8 x 2,4192 lb/ft.jam= 1,935 lb/ft.jamMaka rasio viskositas dari solar pada dinding shell dapat diperoleh sebagai berikut :0,981,935 / .1,6209 / . 0.14 0.14_ ____ ____ ____ ___lb ft jamlb ft jamws Dimana _ = Viskositas dari solar pada Tav _ = Viskositas dari solar pada TwRasio Viskositas Dari Crude Oil (Tube)Dengan menggunakan grafik Viskosity Of Mid-Continent Oils, untuk temperatur Tw =317,59 oF dan oAPI = 34,33 akan didapatkan viskositas cude oil pada dinding tube yaitusebesar 0,85 cp.0,85 cp = 0,85 x 2,4192 lb/ft.jam= 2,056 lb/ft.jamMaka rasio viskositas dari crude oil pada dinding tube dapat diperoleh sebagai berikut :1,2192,056 / .8,4672 / . 0.14 0.14

Page 37: rancak iko.doc

37

_ ____ ____ ____ ___lb ft jamlb ft jamwt Dimana _ = Viskositas dari crude oil pada Tav _ = Viskositas dari crude oil pada TwLapisan Film Pada Dinding Bagian Luar TubeLapisan film pada dinding bagian luar tube dapat diperoleh sebagai berikut :Dimanaso h= 257,63 BTU/jam.ft2.oFMaka ho = øs x 257,63 BTU/jam.ft2.oF= 0,98 x 257,63 BTU/jam.ft2.oF = 252,48 BTU/jam.ft2.oFLapisan Film Pada Dinding Bagian Dalam TubeLapisan film pada dinding bagian dalam tube dapat diperoleh sebagai berikut :Dimanati h= 413,11 BTU/jam.ft2.oFMaka hi = øt x 413,11 BTU/jam.ft2.oF= 1,219 x 413,11 BTU/jam.ft2.oF = 503,58 BTU/jam.ft2.oFLapisan Film Pada Keseluruhan Dinding TubeLapisan film pada keseluruhan dinding tube dapat diperoleh sebagai berikut :Dimanatio h= 344,53 BTU/jam.ft2.oFMaka hio = øt x 344,53 BTU/jam.ft2.oF

Page 38: rancak iko.doc

38

= 1,219 x 344,53 BTU/jam.ft2.oF = 419,98 BTU/jam.ft2.oFGambar 7. Hasil Eksekusi Perhitungan Rasio Viskositas Dan Koefisien Dinding TubeMenentukan Overall Heat Tranfer CoefficientClean Overall Heat Tranfer CoefficientClean Overall Heat Tranfer Coefficient (Uc) adalah koefisien perpindahan panas dariheat exchanger pada saat bersih dan belum terdapat endapan atau kotoran dan dapatdiperoleh sebagai berikut :BTU jam ft FBTU jam ft Fx BTU jam ft Fh hh x hU oooio oio oc 157,68 / . .419,98 252,48 / . .419,98 252,48 / . . 222Overall Heat Transfer Coefficient DesignOverall Heat Transfer Coefficient Design (Ud) adalah hantaran perpindahan panasdari heat exchanger setelah dioperasikan dan sudah terdapat endapan atau kotoran dandapat diperoleh sebagai berikut :LMTDtd A x TqUDimana : qt = Panas yang diserap oleh crude oilA = Luas permukaan pada bagian luar dari tube.

Page 39: rancak iko.doc

39

= Nt x L x a”dimana : Nt = Jumlah dari tube = 382 buahL = Panjang dari tube = 9,843 fta” = Untuk ODt dari tabel Heat Exchanger AndCondenser Tube Data maka diperoleh harga = 0,2618 ft2= 382 x 9,843 x 0,2618 ft2 = 984,375 ft2Maka Overall Heat Transfer Coefficient Design (Ud) :BTU jam ft Fft x FBTU jamU od o 9,285 / . .984,375 229,4352.097.018,054 / 22 Faktor PengotoranFaktor Pengotoran (Rd) adalah hambatan perpindahan panas akibat adanya endapanatau kotoran pada dinding perpindahan panas dan dapat diperoleh sebagai berikut :0,101157,68 9,285 / . .157,68 9,285 / . .22x BTU jam ft FBTU jam ft FU x UU UR ooc dc ddGambar 8. Hasil Eksekusi Perhitungan Overall Heat Tranfer Coefficient Dan FaktorPengotorPressure DropPressure Drop Pada ShellPressure drop pada shell dapat diperoleh sebagai berikut :s s

Page 40: rancak iko.doc

40

s ss x x De x SG xf x G x ID x Np10 25,22 101Dimana :_ps = Beda tekanan antara fluida pada saat masuk dengan tekanan fluida saatkeluar dari heat exchanger (psi)f = Friction factor (ft2/in2), dari grafik Shell-Side Friction For Bundles With25% Cut Segmental Baffles, untuk harga Re dari shell = 93.421,57diperoleh harga = 0,0014Gs = Kecepatan aliran massa melalui shell (lb/ft2jam) = 1.698.532,86 lb/ft2jamIDs = Diameter dalam dari shell (ft) = 2,564 ftN = Jumlah Baffles = 4 buahDe = Diameter ekuivalen dari shell = 0,083 ftSGs = Spesifik gravity dari solar = 0,75øs = Rasio viskositas dari solar = 0,98Maka besarnya pressure drop pada shell (_ps)psix x x xx x xps 16,265,22 10 0,083 0,75 0,980,0014 1.698.532,86 2,564 4 1102Pressure Drop Pada TubePressure drop pada Tube dapat diperoleh sebagai berikut :t t ttt x x ID x SG xf x G x L x np10 25,22 10Dimana :_pt = Beda tekanan antara fluida pada saat masuk dengan tekanan fluida saat

Page 41: rancak iko.doc

41

keluar dari heat exchanger (psi)f = Friction factor (ft2/in2), dari grafik Tube-side Friction Factors, untukharga Re dari tube = 32.557,28 diperoleh harga = 0,0002Gt = Kecepatan aliran massa melalui tube (lb/ft2jam) = 3.736.557,425 lb/ft2jamL = Panjang dari tube (ft) = 9,843 ftn = Jumlah passes = 1 passIDt = Diameter dalam dari tube = 0,0696 ftSGt = Spesifik gravity dari crude oil = 0,81øs = Rasio viskositas dari crude oil = 1,219Maka besarnya pressure drop pada tube (_pt)psix x x xx x xpt 7,665,22 10 0,0696 0,81 1,2190,0002 3.736.557,425 9,843 1102Gambar 9. Hasil Eksekusi Perhitungan Pressure DropEfisiensi Efektif Dari Alat Penukar Kalor_ Panas jenis fluida dingin dapat diperoleh sebagai berikut :C W x cp lb jam x BTU lboF BTU jamoFc crude oil crude oil 37.739,23 / 0,49 / 18.492,22 /_ Panas jenis fluida panas dapat diperoleh sebagai berikut :C W x cp lb jam x BTU lboF BTU jamoFh solar solar 11.889,73 / 0,63 / 7.490,53 /_ Laju perpindahan panas aktual dari heat exchanger dapat diperoleh sebagai berikut :q C x t t BTU jamoF x oF oFBTU jamact c 18.492,22 / 208,4 95 2.097.017,748 / 2 1 _ Laju perpindahan panas maksimal yang mungkin dapat diperoleh sebagai berikut :q C x T t BTU jamoF x oF oFBTU jammak h 7.490,53 / 536 95 3.303.323,73 / 1 1 _ Efisiensi efektif dari heat exchanger dapat diperoleh sebagai berikut :100 % 63,48 %3.303.323,73 /2.097.017,748 /100 % x BTU jamBTU jamxqq

Page 42: rancak iko.doc

42

makacteff Gambar 10. Hasil Eksekusi Perhitungan Effisiensi Efektif Alat Penukar KalorTampilan hasil eksekusi per bagian online dengan masukan data sehingga apabilaelemen penghitung dirubah nilainya maka hasil eksekusi langsung berubah.PENUTUPKesimpulanDari contoh heat exchanger yang ada di Pusdiklat Migas Cepu maka kesimpulanyang dapat disampaikan adalah sebagai berikut :1. Dari segi faktor pengotoran yang diperoleh dari perhitungan sebesar 0,101 dibandingkanbatas yang diijinkan yaitu sebesar 0,1. Namun karena faktor pengotoran itu berbeda kecilsekali maka pada dasarnya alat penukar kalor tersebut masih dapat dipergunakan.2. Dari segi penurunan tekanan (pressure drop) pada sisi shell dan tube, hasil perhitunganlebih besar dari yang diijinkan, yaitu _Ps sebesar 16,26 psi dan _Pt sebesar 7,66 psiterhadap _PTot sebesar 10 psi. Hal ini berarti alat penukar kalor tersebut perludibersihkan.3. Dari hasil perhitungan diperoleh effisiensi maksimal sebesar 63,48 %.4. Aplikasi program dengan menggunakan Microsoft Visual Basic 6.0 untuk mempermudahpenghitungan effisiensi alat penukar kalor tipe shell and tube.SaranSaran yang dapat disampaikan adalah dalam pemeliharaan di lapangan supayabetul-betul diperhatikan jadwal pembersihan berkala agar alat penukar kalor dapat bekerjamaksimal.DAFTAR PUSTAKAAbdul Razaq, 2004, Belajar Praktis Pemrograman Microsoft Visual Basic 6.0, Indah,Surabaya.CP. Kothandaraman, 1977, Heat and Mass Transfer Data Book, Wiley Eastern Limited, NewDelhi.Dali S. Naga, 1991, Fisika : Ilmu Panas, Seri Diktat Kuliah Universitas Gunadarma, Jakarta.Ekadewi A. Handoyo, 2000, Pengaruh Tebal Isolasi Termal Terhadap Efektivitas Plate HeatExchanger, Jurnal Teknik Mesin Universitas Kristen Petra, Jakarta.Ekadewi A. Handoyo, 2000, Pengaruh Kecepatan Aliran Terhadap Efektivitas Shell and TubeHeat Exchanger, Jurnal Teknik Mesin Universitas Kristen Petra, Jakarta.

Page 43: rancak iko.doc

43

Ekadewi A. Handoyo, 2001, Pengaruh Penggunaan Baffle pada Shell and Tube HeatExchanger, Jurnal Teknik Mesin Universitas Kristen Petra, Jakarta.Frank Kreith, Arko Prijono, 1994, Prinsip-prinsip Perpindahan Panas, Erlangga, Jakarta.Heru Prayitno, 2002, Perawatan Sistem Penukar Panas Tipe Plat EC-4 di Reaktor kartini,Jurnal Ilmiah Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Maju, Yogyakarta.Joko P. Witoko, 2002, Pembuatan Penukar Panas Tipe Cangkang dan Tabung “SEPHIA-K”,Jurnal P2TKN – BATAN, Jakarta.J.P. Holman, 1995, E. Jasjfi, Perpindahan Kalor, Erlangga, Jakarta.Pamungkas, 2000, Tip dan Trik Microsoft Visual Basic 6.0, Elex Media Komputindo, Jakarta.Richard C. Byrne, 1999, Standards of The Turbular Exchanger Manufactures Association,Standards of The Turbular Exchanger Manufactures Association, Inc., New York.Syaiful Anam, 2000, Heat Exchanger, Condenser & Cooler, Pusdiklat Migas, Cepu.Tunggul M. Sitompul, 1993, Alat Penukar Kalor, Raja Grafindo Persada, Jakarta.Vincent Cavaseno, 1979, Process Heat Exchange, Mc Graw-Hill, New York.Wahyu S. Nugroho, 2001, Analisa Fouling Factor Pada Heat Exchanger Di Pembangkit ListrikTenaga Uap Sektor Muara Karang Dengan Menggunakan Program Visual Basic 5.0, TugasAkhir Universitas Trisakti, Jakarta.Warren M. Rohsenow, 1998, Handbook Heat Transfer, Mc Graw-Hill Handbook, New York.

Page 44: rancak iko.doc

44