Step by Step Fix

7/23/2019 Step by Step Fix

1/13

PEMBAHASAN

1. Pada desain heat exchanger ini, kami mengambil soal yang ada pada buku Heat and Mass

TransferkaranganIncroperrasoal 11.22. Dari soal tersebut, yang diketahui adalah

Do L mw kf water Pr

[mm [m [kg!s[w!m.

"

2#.$ %& 2.# '.($% %.#(

)hi )ho )ci )co *pw

+* +* +* +* [!kg. +"

1(' 1'' 1# -# $1-1

2. dapun data yang dibutuhkan dalam desain ini dan belum diketahui pada soal kami dapat

dari literatur, yaitu sebagai berikut/

0Di *p oil water 3 water oil

[mm [k!kg. +" [kg!m% [kg!s.m [kg!s.m

1# 21.&$ 2%#' 4-&.4# '.'''#$- '.''-212

%. "emudian bahan yang kami gunakan untuk tubes adalah aluminium dengan T = 100oCdan

fluida yang kami gunakan dan yang tercantum dalam soal adalah air sebagai fluida

pendingin (dalam tube) dan lubricated oil sebagai fluida panas/ fluida yang didinginkan(fluida dalam shell). 5ehingga data yang dibutuhkan untuk perhitungan desain sesuai

dengan bahan tubes dan fluida yang digunakan diperoleh dari literatur adalah sebagai

berikut/

"w

[ w!m+*

2'(

5ehingga dapat dihitung untuk nilai 6 dan m fluida panas dapat dihitung dengan

menggunakan heat duty e6uation/

6 7 mc cpc8)cout9 )cin: 7 mh cph8)hin9 )hout:

sehingga /

6 7 2,# kg!s x $1-1 ";!"g " x 8-# 9 1#: "

7 &%1(

$. "emudian dapat dihitung/


2/13

mh 7q

cph(ThThout)

7

731675W

2350 kJkg K

(160100 )K

7 #,2 kg!s

#. liran yang kami gunakan dan diketahui dalam soal adalah eni aliran counter flowsehingga

nilai L=)D dapat dihitung sebagai berikut/

L=)D 7

(ThiTco )(ThoTci)

ln

(ThiTco)(ThoTci)

7

(16085 )(10015)

ln(16085)(10015)

7 &4.4'

(. 5etelah itu enis tubes pass exchanger yang kami gunakan adalah enis one shell pass : two

or more tube passesseperti chart berikut/

5ehingga berdasarkan chart tersebut dengan nilai/

> 7T1T2t2t1

7

160100

8515 7 '.-(dan


3/13

5 7t2t1

T1t1 7 '.$-

5ehingga ?t7 '.-&

&. 0erdasarkan nilai ?tdan L=)D dapat dihitung /

D)m 7 ?tx L=)D

7 '.-& x &4.4' 7 (4.#

-. 0erdasarkan fluida panas dan fluida dingin yang digunakan yaitu lubricated oil sebagai fluida

panas dan air sebagai fluida dingin dari literatur/


4/13

"ami asumsikan nilai @ 7 %#' !m2o*

4. @ntuk nilai 7q

U . DTm


5/13

7731675

350.69,5

7 %'.' m2

1'. 0erdasarkan asumsi diameter tube dan panang tube maka umlah tube dapat dihitungA

Nt= A

do . L

730.075

3.14 .0.0254.37

7 1' tubes

11. =enghitung Pt dan bundle diameter

Pt 7 1.2# do

7 1.2# x '.'2#$ m

7 '.'%1 m

"emudian kami mengasumsikan


6/13

12. 0erdasarkan nilai Dbdan kami menggunakanfied and !"tubedari chart berikut/

Didapat 0D* 7 11

1%. =enghitung shell diameter

Ds 7 Db C 0D*

7 '.2'-# C 11

711.2'-#

1$. =enghitung baffle spacing

0s 7 '.$ Ds

7 '.$ x 11.2'-#

7 '.'--m


7/13

1#. =enghitung s

s 7(P td o)Ds . Bs

Pt

7(0.03180.0254 )11.2085 .0.088

0.0318

7 '.'$

1(. =enghitung lau alir massa di sisi shell

s 7shellside flow!te[

kg

s ]As

75.2kg /s0.04

7 1%$#.&' kg!s

1&. =enghitung diameter e6uialen shell/

"arena kami menggunakan triangular pitch, maka

de 7

4(Pt2 "0.87Pt12d o2

4) do

2

=1.10

do(Pt

20.917do2)

71.10

0.0254(0.0318

20.917" 0.02542 )

7 '.'1-'%#2& m

1-. 0erdasarkan data yang telah diketahui , dapat dihitung bilangan reynold /

>e 7

# s de

$ 7

%s de&

$


8/13

71345.70" 0.01803527

0.008212

7 24##.$% (aliran turbulen)

14. =enghitung Prandtle number /

Pr 7

$ 'p

k

70.008212"2350

0.1337

7 1$$.%$

2'. =enghitung bilangan Eusselt /

Eu 7 hs dekf 7 h >e Pr

1!%

( $$w)

0.14

0erdasarkan chart berikut didapat


9/13

;f 7 '.$2, sehingga /

Eu 7 h >e Pr1!% ( $$w)0.14

Eu 7 '.$2x 24##.$% x 1$$.%$1!% ( 0.0082120.000548 )

0.14

7 $$.2%

Dan sehingga nilai hsdapat dihitung /

Eu 7

hs de

kf

hs 7Nu kf

de

744.23"0.1337

0.01803527

7 %2&.--


10/13

21. =enghitung( Ps

( Ps 7 8) f(D sde)(

LlB)

& *s2

2( $$w)

0.14

Dengan mencari nilai shell terlebih dahulu yaitu /

F shell 7mh

&hA

7

5.2kg/ s

823.24kgm

3" 30.075m2

7 1.(%# m!s

sehingga dapat dihitung nilai /

( Ps7

8"0.42

(

11.2085

0.01803527

)( 37

0.088

)823.24"1.635

2

2

(

0.008212

0.000548

)

0.14

7 %2&.$('((

22. =enghitung Eumber of tube per pass 8Ettp:

Ettp 7 Et!Eumber of passes

7

10

8

7 1

2%. =enghitung lau alir massa dalam tube


11/13

m 7

tu+eslide floe!te[kg

s ]

Nttp" d i

2

4

7

2.5kg /s

1"3.140.02174

4

2

7 #2-4.%1

2$. =enghitung kecepatan alir fluida dalam tube

F 7#m

&i

75289.31 kg /s

987.95 kg/m3

2#. =enghitung 0ilangan Prendtle dan 0ilangan >eynold untuk aliran dalam pipa

Pr 7

$ 'p

k

70.000548" 4181

0.643

7 %.#(

>e 7

&i d i *

$

7987.95" 0.02174"5.35

0.000548

7 2'4-%#.'1'1 8aliran turbulen:


12/13

2(. =enghitung hi

hi 7 hxkf

d i . P0.33

( $$w)0.14

7 '.$2 x0.643

0.02174" 209835.0101"3.56

( 0.0082120.000548 )0.14

7 1-&2&.1'$

2&. =enghitung @i

@i 7

1

1

hi+ 1

hdi+

d i ln(dod i )2kw

+ di

dohdo+ di

doho

7

1

1

5791388.050+

1

2857.14+

0.0217ln( 0.02540.0217)2(206)

+ 0.0217

0.0254" 5555.56+

0.0217

0.0254" 327.909

7 %2'.( !mo*

2-. =embandingkan @ asumsi dengan @ hasil perhitungan dari langkah ke 2& .

dapun hasil @ yang kami asumsikan awal 8pada step -: adalah sebesar %#' !mo* sedangkan @ hasil

perhitungan pada langkah 2& adalah %2'. ( !mo*. Dengan hal ini didapat kesimpulan

bahwa @ asumsi,

@ hasil perhitungan berdasarakan setiap step.


13/13

Step by Step Fix

Documents

Step by Step Fix