Lap. LTK PHE

download Lap. LTK PHE

of 36

description

jblk

Transcript of Lap. LTK PHE

LABORATORIUM TEKNIK KIMIASEMESTER GENAP TAHUN AJARAN 2014/2015

MODUL: Plate Heat Exchange (PHE)PEMBIMBING: Ir. Herawati Budiastuti, Ph.D

Praktikum: 06 April 2015Penyerahan: 17 April 2015 (Laporan)

Oleh

Kelompok: IVNama: Fauzy KurniaShaleh131424010 Puteri Aulia Rahmah131424020 Rahma Elyana Ajie 131424024Kelas: 2A-Teknik Kimia Produksi Bersih

PROGRAM STUDI DIPLOMA IV TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIHDEPARTEMEN TEKNIK KIMIAPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG20151. PENDAHULUAN1.1. Latar belakangAlat perpindahan panas ada berbagai tipe dan model yang banyak ragamnya.secara garis besar terbagi tiga macam, yaitu double pipe, shell and tube, dan plate heat exchange. Masing-masing jenis digunakan berdasarkan keperluan dan pertimbangan teknis dan ekonominya, begitu pula dengan ukuran kapasitasnya.Penukar panas jenis plate heat exchange sangat efektif dalam memindahkan kalor, luas permukaan pindah panas yang besar, juga drop tekanan yang rendah. Kelebihan lain yang menonjol adalah konstruksinya yang tersusun berjajar dan kemudahannya bongkar untuk membersihkan apabila ada kotoran.satu kelemahan dari PHE adalah operasinya tidak dapat digunakan untuk tekanan tinggi dikarenakan strukturnya yang mengandalkan sekat (seal karet) tidak mampu menahan tekanan tinggi dari kebocoran.Penggunaan paling populer adalah untuk industri minuman seperti juice dan susu pada saat sterilisasi. 1.2. Tujuan Memahami konsep Perpindahan panas yang terjadi di dalam PHE khususnya konduksi dan konveksi. Mengetahui pengaruh laju alir fluida terhadap koefisien pindah panas keseluruhan (U). Menghitung koefisien pindah panas keseluruhan (U) pada pelat menggunakan pesamaan neraca energi dan menggunakan empiris. Menghitung efesiensi kalor yang dilepas fluida panas terhadap kalor yang diterima fluida dingin.2. DASAR TEORIDalam 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 tanpa ada material yang berpindah.Perpindahan kalor secara konveksi, perpindahan ini terjadi karena adanya aliran massa yang berpindah. Aliran massa tersebut bias terjadi secara difusi maupun adanya tenaga dar luar. Tenaga dari luar tersebut bias berupa pengadukan maupun aliran fluida yang mengalir.Penukar panas pada PHE terdiri dari susunan lempeng sesuai dengan luas permukaan yang diperlukan.

Kelebihan Plate Heat Exchange (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 diberikan 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)

TcoThoThiFluid temperature

Tci

Heat transterred

b. Menghitung (U) menggunakan Persamaan Empiris Untuk satu (1) lempeng

X= Tebal Lempeng (m)hi, ho= Koefisien Pindah Panas Konveksi Inside dan Outside (W/m2.K)K= Koefisien Konduksi (W/m.K)Harga X dapat diukur dari alat, harga K bahan SS-204 dapat diperoleh dari buku referensi dari hi dan ho dihitung dari persamaan empiris.Dari buku referensi Christie John Geankoplis:Untuk Nre < 3.105 (Laminar)NNu =0,664 NRe0,8.Npr1/3

Untuk Nre >3.105 (Turbulen)NNu =0,0366 NRe0,8.Npr1/3NRe = NNu = Npr =Harga v, L diperoleh dari percobaan, kemudian memasukkan harga sifat fisik air yang diperoleh dari buku referensi,dapat dihitung hi dan ho.3. PERCOBAAN3.1. Alat dan Bahan Seperangkat alat PHE Gelas Beker Plastik 2000 ml Gelas Kimia 1000 ml Termometer Stopwatch Air 3.2. Langkah Kerja

3.3. Data Pengamatan3.3.1. Kalibrasi Laju Alir Fluida PanasLaju alir yang terbaca (L/h)Waktu (sekon)Volume (mL)

100601500

200603150

300604310

400606590

500607830

600609600

3.3.2. Kalibrasi Laju Alir Fluida DinginLaju alir yang terbaca (L/h)Waktu (sekon)Volume (mL)

120601310

210602910

300604730

370605530

410606260

480607150

500607910

600609230

3.3.3. RUN 1No.Fluida Panas (Laju Tetap)Fluida dingin (Laju Berubah)

Laju alir (L/h)Tho (oC)Thi (oC)Laju alir (L/h)Tco (oC)Tci (oC)

1.56552572104228

2.56552572504332

3.56550563604435

4.56550574304638

5.56550555204539

3.3.4. RUN 2No.Fluida Panas (Laju Berubah)Fluida dingin (Laju Tetap)

Laju alir (L/h)Tho (oC)Thi (oC)Laju alir (L/h)Tco (oC)Tci (oC)

1.10041565704038

2.20043585704944

3.30048595704540

4.40050585704743

5.50052585704843

3.3.5. RUN 3No.Fluida Panas (Laju Tetap)Fluida dingin (Laju Berubah)

Laju alir (L/h)Tho (oC)Thi (oC)Laju alir (L/h)Tco (oC)Tci (oC)

1.30049591204327

2.30048602004427

3.30043593004227

4.30044593704027

5.30040584103925

3.3.6. RUN 4No.Fluida Panas (Laju Berubah)Fluida dingin (Laju Tetap)

Laju alir (L/)Tho (oC)Thi (oC)Laju alir (L/h)Tco (oC)Tci (oC)

1.10040593003931

2.20045613004232

3.30051623004328

4.40050623004427

5.50052603004327

4. HASIL DAN PEMBAHASAN4.1. Hasil Praktikum4.1.1. RUN 1 (Laju Aliran Panas Tetap = 539,2 L/h, Thi = 56 1 0C)No.Laju alir dingin (L/h) (%)hpanas x 10-2 (W/m2.K)hdingin x 10-2 (W/m2.K)UN. Energi (W/m2.K)Uempiris x 10-3 (W/m2.K)

1.174,4391,122,14411,362996,5508,3169

2.215,8288,582,14411,5160108,4658,8631

3.324,1590,722,14411,8579164,7329,9316

4.393,0883,812,14411,9634216,67210,2253

5.481,72107,852,14411,3629191,6838,3169

4.1.2. RUN 2 (Laju Aliran Dingin Tetap = 530,96 L/h, Thi = 58 2 0C)No.Laju alir panas (L/h) (%)hpanas (W/m2.K)hdingin (W/m2.K)UN. Energi (W/m2.K)Uempiris (W/m2.K)

1.86,2682,380,85392,0170109,1495,9911

2.183,6796,721,23022,0170534,4277,6283

3.281,0886,181,53712,0170192,7478,7062

4.378,4970,401,78562,0170209,2669,4512

5.475,9093,322,00222,0170208,77910,2427

4.1.3. RUN 3 (Laju Aliran Panas Tetap = 281,08 L/h, Thi = 59 1 0C)No.Laju alir dingin (L/h) (%)hpanas x 10-2 (W/m2.K)hdingin x 10-2 (W/m2.K)UN. Energi (W/m2.K)Uempiris x 10-3 (W/m2.K)

1.87,8050,351,57561,000180,4746,1094

2.166,5884,571,57561,3776121,4557,7056

3.265,0689,061,57561,7377184,9838,2481

4.334,00103,741,57561,9506171,4028,6988

5.373,39103,031,57562,0624217,8128,9143

4.1.4. RUN 4 (Laju Aliran Dingin Tetap = 265,06 L/h, Thi = 60 2 0C)No.Laju alir panas (L/h) (%)hpanas x 10-2 (W/m2.K)hdingin x 10-2 (W/m2.K)UN. Energi (W/m2.K)Uempiris x 10-3 (W/m2.K)

1.86,26130,380,84871,720998,2405,6766

2.183,6790,891,23841,7209127,2187,1899

3.281,08129,581,53211,7209121,5388,0904

4.378,4999,971,77781,7209159,6308,7273

5.475,9049,891,99351,7209221,9599,2169

4.2. Grafik UN. Energi vs Perubahan Laju Alir Fluida Dingin (Laju alir fluida panas tetap)RUN 1No.Laju alir dingin (L/h)UN. Energi (W/m2.K)

1.174,4396,550

2.215,82108,465

3.324,15164,732

4.393,08216,672

5.481,72191,683

RUN 3No.Laju alir dingin (L/h)UN. Energi (W/m2.K)

1.174,4380,474

2.215,82121,455

3.324,15184,983

4.393,08171,402

5.481,72217,812

4.3. Grafik UN. Energi vs Perubahan Laju Alir Fluida Panas (Laju alir fluida dingin tetap)RUN 2No.Laju alir panas (L/h)UN. Energi (W/m2.K)

1.86,26109,149

2.183,67534,427

3.281,08192,747

4.378,49209,266

5.475,90208,779

RUN 4No.Laju alir panas (L/h)UN. Energi (W/m2.K)

1.86,2698,240

2.183,67127,218

3.281,08121,538

4.378,49159,630

5.475,90221,959

4.4. Grafik vs Perubahan Laju Alir Fluida Dingin (Laju alir fluida panas tetap)RUN 1No.Laju alir dingin (L/h) (%)

1.174,4391,12

2.215,8288,58

3.324,1590,72

4.393,0883,81

5.481,72107,85

RUN 3No.Laju alir dingin (L/h) (%)

1.87,8050,35

2.166,5884,57

3.265,0689,06

4.334,00103,74

5.373,39103,03

4.5. Grafik vs Perubahan Laju Alir Fluida Panas (Laju alir fluida dingin tetap)RUN 2No.Laju alir panas (L/h) (%)

1.86,2682,38

2.183,6796,72

3.281,0886,18

4.378,4970,40

5.475,9093,32

RUN 4No.Laju alir panas (L/h) (%)

1.86,26130,38

2.183,6790,89

3.281,08129,58

4.378,4999,97

5.475,9049,89

4.6. PembahasanTipe plate heat exchanger yang digunakan pada praktikum ini yaitu jenis PHE gasket. Gasket berfungsi membagi aliran fluida agar dapat mengalir ke plat secara selang-seling. Plate yang digunakan memiliki luas 1,6 m2 dengan jumlah plate sebanyak 25 buah dalam satu alat. Plate disusun secara berimpit sehingga memungkinkan perpindahan panas lebih efisien melalui penampang pelat yang luas dan lebar. Bahan yang biasa digunakan adalah menggunakan stainless steel karena tahan akan korosi, tahan akan benturan dan memiliki daya hantar panas yang tinggi. Plate ini selain berfungsi sebagai penghantar panas, juga untuk memperluas permukaan kontak antara air dingin dan air panas, sehingga, panas dapat berpindah lebih efektif. Plate Heat Exchanger merupakan alat perpindahan panas sistem tidak langsung (indirect heat exchanger) karena antara fluida panas dan fluida dingin tidak dikontakkan secara langsung Sedangkan aliran yang terjadi pada plate heat exchanger ini yaitu counter current flow (aliran berlawanan).Pada plate heat exchanger, perpindahan panas terjadi secara konduksi dan konveksi. Perpindahan panas secara konduksi terjadi antar plate. Pada praktikum ini tujuan utamanya untuk memanaskan air, maka air panas dialirkan terlebih dahulu ke dalam PHE. Sedangkan perpindahan panas secara konveksi dipengaruhi oleh viskositas, densitas, dan laju alir fluida yang terlibat dalam proses. Konveksi yang terjadi dalam plate heat exchanger ini termasuk konveksi bebas karena adanya perbedaan suhu yang tinggi antara kedua fluida. Perpindahan panas tersebut sekaligus menyebabkan terjadinya perubahan densitas fluida Perpindahan panas pada PHE terjadi akibat adanya driving force berupa perbedaan suhu antara fluida panas dan fluida dingin. Selain itu, laju alir dari setiap fluida sangat berpengaruh karena laju alir fluida akan berpengaruh pada besar Q yang akan dilepaskan atau diterima pada saat terjadi kontak.Percobaan dilakukan dengan variasi laju alir dingin dan variasi laju alir panas serta menggunakan 2 metode perhitungan (empiris dan neraca energi) untuk menentukan nilai Q dan U (koefisien pindah panas keseluruhan). Sebelum praktikum dimulai, pompa fluida panas dan dingin dinyalakan. Kemudian masing-masing aliran fluida panas dan dingin dikalibrasi. Pada variasi pertama yaitu laju alir fluida panas tetap sebesar 565 L/h dan laju alir fluida dingin 210, 250, 360, 430, dan 520 L/h. Variasi kedua yaitu laju alir fluida dingin tetap sebesar 570 L/h dan laju alir fluida panas 100, 200, 300, 400, dan 500 L/h. Variasi ketiga yaitu laju alir fluida panas tetap sebesar 300 L/h dan laju alir fluida dingin 120, 200, 300, 370, dan 410 L/h dan variasi terakhir yaitu laju alir fluida panas sebesar 100, 200, 300, 400 L/h dan laju alir fluida dingin tetap 300 L/h.Berikut merupakan data hasil perhitungan dan pengamatanRUN 1 (Laju Aliran Panas Tetap = 539,2 L/h, Thi = 56 1 0C)No.Laju alir dingin (L/h) (%)hpanas x 10-2 (W/m2.K)hdingin x 10-2 (W/m2.K)UN. Energi (W/m2.K)Uempiris x 10-3 (W/m2.K)

1.174,4391,122,14411,362996,5508,3169

2.215,8288,582,14411,5160108,4658,8631

3.324,1590,722,14411,8579164,7329,9316

4.393,0883,812,14411,9634216,67210,2253

5.481,72107,852,14411,3629191,6838,3169

RUN 2 (Laju Aliran Dingin Tetap = 530,96 L/h, Thi = 58 2 0C)No.Laju alir panas (L/h) (%)hpanas (W/m2.K)hdingin (W/m2.K)UN. Energi (W/m2.K)Uempiris (W/m2.K)

1.86,2682,380,85392,0170109,1495,9911

2.183,6796,721,23022,0170534,4277,6283

3.281,0886,181,53712,0170192,7478,7062

4.378,4970,401,78562,0170209,2669,4512

5.475,9093,322,00222,0170208,77910,2427

RUN 3 (Laju Aliran Panas Tetap = 281,08 L/h, Thi = 59 1 0C)No.Laju alir dingin (L/h) (%)hpanas x 10-2 (W/m2.K)hdingin x 10-2 (W/m2.K)UN. Energi (W/m2.K)Uempiris x 10-3 (W/m2.K)

1.87,8050,351,57561,000180,4746,1094

2.166,5884,571,57561,3776121,4557,7056

3.265,0689,061,57561,7377184,9838,2481

4.334,00103,741,57561,9506171,4028,6988

5.373,39103,031,57562,0624217,8128,9143

RUN 4 (Laju Aliran Dingin Tetap = 265,06 L/h, Thi = 60 2 0C)No.Laju alir panas (L/h) (%)hpanas x 10-2 (W/m2.K)hdingin x 10-2 (W/m2.K)UN. Energi (W/m2.K)Uempiris x 10-3 (W/m2.K)

1.86,26130,380,84871,720998,2405,6766

2.183,6790,891,23841,7209127,2187,1899

3.281,08129,581,53211,7209121,5388,0904

4.378,4999,971,77781,7209159,6308,7273

5.475,9049,891,99351,7209221,9599,2169

Dari hasil perhitungan terlihat bahwa nilai koefisien pindah panas keseluruhan (U) nilainya tidak stabil. Hal itu disebabkan laju alir baik air panas maupun air dingin tidak stabil. Idealnya, semakin besar laju alir, maka nilai U akan semakin besar. Nilai koefisien pindah panas keseluruhan (U) diperoleh dari perhitungan empiris dan neraca energi. Karena metoda perhitungan diantara dua cara tersebut menggunakan parameter yang berbeda, hal ini dapat mempengaruhi nilai perhitungan yang tidak sama dan cukup jauh. Selain itu, temperatur aliran masukan fluida panas pada setiap kurun waktu 5 menit dan semakin lama semakin menurun karena tersirkulasinya fluida panas di aliran keluaran. Selain itu juga dilakukan perlakuan berbeda pada setiap run. Pada run 1, fluida dingin tidak di make-up dan selalu disirkulasikan. Sehingga suhu aliran fluida dingin masuk semakin tinggi dan proses perpindahan panas semakin mengecil. Namun pada run selanjutnya fluida dingin selalu di make-up agar suhu aliran masukan stabil.Pada efisiensi perpindahan panas terdapat efisiensi diatas 100%. Hal ini dikarenakan sebelum praktikum berlangsung, kedua aliran fluida panas dan dingin telah dialirkan menggunakan pompa sehingga telah terjadi pertukaran panas sebelum praktikum dijalankan.

5. KESIMPULAN Semakin besar laju alir, maka nilai U akan semakin besar. Perpindahan panas pada PHE terjadi secara konveksi dan konduksi. Konveksi terjadi karena adanya aliran massa yang berpindah dari tangki pemanas dan tangki fluida dingin. Sedangkan Konduksi terjadi pada antar plat dalam heat exhanger.

DAFTAR PUSTAKAAnonim. 2015. Petunjuk Praktikum Laboratorium Teknik Kimia. Bandung: Politeknik Negeri Bandung

LAMPIRAN1. Perhitungan Laju Alir Sebenarnya1.1. Laju Alir PanasLaju alir yang terbaca (L/h)Waktu (sekon)Volume (mL)Laju alir terukur (mL/s)Laju alir terukur (L/h)Laju alir sebenarnya hasil kalibrasi (L/h)

100601500259086,26

20060315052,5189183,67

30060431071,8258,5281,08

400606590109,8395,3378,49

500607830130,5469,8475,90

565539,20

600609600160576573,31

Jika laju alir fluida panas tetap yang terbaca = 565 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida panas berubah yang terbaca = 100 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida panas berubah yang terbaca = 200 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida panas berubah yang terbaca = 300 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida panas berubah yang terbaca = 400 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida panas berubah yang terbaca = 500 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida panas berubah yang terbaca = 600 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

1.2. Laju Alir DinginLaju alir yang terbaca (L/h)Waktu (sekon)Volume (mL)Laju alir terukur (mL/s)Laju alir terukur(L/h)Laju alir fluida sebenarnya hasil kalibrasi (L/h)

12060131021,8378,587,80

200166,58

21060291048,50174,6176,43

250215,82

30060473078,83283,7265,06

360324,15

37060553092,17331,9334,00

410606260104,33375,5373,39

430393,08

480607150119,17429,1442,32

500607910131,83474,5462,02

520481,72

570530,96

600609230153,83553,7560,50

Jika laju alir fluida dingin tetap yang terbaca = 570 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida dingin tetap dan berubah yang terbaca = 300 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida dingin berubah yang terbaca = 120 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida dingin berubah yang terbaca = 200 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida dingin berubah yang terbaca = 210 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida dingin berubah yang terbaca = 250 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida dingin berubah yang terbaca = 360 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida dingin berubah yang terbaca = 370 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida dingin berubah yang terbaca = 410 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida dingin berubah yang terbaca = 430 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida dingin berubah yang terbaca = 480 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida dingin berubah yang terbaca = 500 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida dingin berubah yang terbaca = 520 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida dingin tetap yang terbaca = 570 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

Jika laju alir fluida dingin berubah yang terbaca = 600 L/h maka laju alir alir sebenarnya adalah:

2. Perhitungan Efisiensi2.1. Perhitungan kalor dan efisiensi pada RUN 12.1.1. Fluida PanasTrata-rata (dari seluruh suhu aliran panas inlet maupun outlet) = 52,9 0C sehingga air = 0,9877 kg/L dan Cp = 4,1852 kJ/kg.K (hasil interpolasi).Laju alir (L/h) (kg/L)m (kg/h)Cp (kJ/kg.K)T (K)Qpanas (kJ/s)Q (watt)

539,20,9877532,5684,185253,09573095,7

539,20,9877532,5684,185253,09573095,7

539,20,9877532,5684,185263,71483714,8

539,20,9877532,5684,185274,33404334,0

539,20,9877532,5684,185253,09573095,7

2.1.2. Fluida DinginTrata-rata (dari seluruh suhu aliran dingin inlet maupun outlet) = 39,2 0C sehingga air = 0,9941 kg/L dan Cp = 4,1832 kJ/kg.K (hasil interpolasi).Laju alir (L/h) (kg/L)m (kg/h)Cp (kJ/kg.K)T (K)Qpanas (kJ/s)Q (watt)

174,430,9941173,4014,1832142,82092820,9

215,820,9941214,5474,1832112,74232742,3

324,150,9941322,2384,183293,37003370,0

393,080,9941390,7614,183283,63253632,5

481,720,9941478,8784,183263,33873338,7

No.Qpanas (watt)Qdingin (watt) (%)

1.3095,72820,991,12

2.3095,72742,388,58

3.3714,83370,090,72

4.4334,03632,583,81

5.3095,73338,7107,85

2.2. Perhitungan kalor dan efisiensi pada RUN 22.2.1. Fluida PanasTrata-rata (dari seluruh suhu aliran panas inlet maupun outlet) = 52,4 sehingga air = 0,9880 kg/L dan Cp = 4,1851 kJ/kg.K (hasil interpolasi).Laju alir (L/h) (kg/L)m (kg/h)Cp (kJ/kg.K)T (K)Qpanas (kJ/s)Q (watt)

86,260,988085,2254,1851151,48611486,1

183,670,9880181,4664,1851153,16443164,4

281,080,9880277,7074,1851113,55133551,3

378,490,9880373,9484,185183,47783477,8

475,900,9880470,1894,185163,27963279,6

2.2.2. Fluida DinginTrata-rata (dari seluruh suhu aliran panas inlet maupun outlet) = 43,7 sehingga air = 0,9920 kg/L dan Cp = 4,1838 kJ/kg.K (hasil interpolasi).Laju alir (L/h) (kg/L)m (kg/h)Cp (kJ/kg.K)T (K)Qpanas (kJ/s)Q (watt)

530,960,9920526,7124,183821,22431224,3

530,960,9920526,7124,183853,06063060,6

530,960,9920526,7124,183853,06063060,6

530,960,9920526,7124,183842,44852448,5

530,960,9920526,7124,183853,06063060,6

No.Qpanas (watt)Qdingin (watt) (%)

1.1486,11224,382,38

2.3164,43060,696,72

3.3551,33060,686,18

4.3477,82448,570,40

5.3279,63060,693,32

2.3. Perhitungan kalor dan efisiensi pada RUN 32.3.1. Fluida PanasTrata-rata (dari seluruh suhu aliran panas inlet maupun outlet) = 53,5 sehingga air = 0,9875 kg/L dan Cp = 4,1853 kJ/kg.K (hasil interpolasi).Laju alir (L/h) (kg/L)m (kg/h)Cp (kJ/kg.K)T (K)Qpanas (kJ/s)Q (watt)

281,080,9875277,5674,1853103,22693226,9

281,080,9875277,5674,1853123,87233872,3

281,080,9875277,5674,1853165,16315163,1

281,080,9875277,5674,1853154,84044840,4

281,080,9875277,5674,1853185,80855808,5

2.3.2. Fluida DinginTrata-rata (dari seluruh suhu aliran dingin inlet maupun outlet) = 34,1 sehingga air = 0,9953 kg/L dan Cp = 4,183 kJ/kg.K (hasil interpolasi).Laju alir (L/h) (kg/L)m (kg/h)Cp (kJ/kg.K)T (K)Qpanas (kJ/s)Q (watt)

87,800,995387,3874,183161,62461624,6

166,580,9953165,7974,183173,27503275,0

265,060,9953263,8144,183154,59814598,1

334,000,9953332,4304,183135,02145021,4

373,390,9853367,9014,183145,98475984,7

No.Qpanas (Watt)Qdingin (Watt) (%)

1.3226,91624,650,35

2.3872,33275,084,57

3.5163,14598,189,06

4.4840,45021,4103,74

5.5808,55984,7103,03

2.4. Perhitungan kalor dan efisiensi pada RUN 42.4.1. Fluida PanasTrata-rata (dari seluruh suhu aliran panas inlet maupun outlet) = 54,9 sehingga air = 0,9868 kg/L dan Cp = 4,1855 kJ/kg.K (hasil interpolasi).Laju alir (L/h) (kg/L)m (kg/h)Cp (kJ/kg.K)T (K)Qpanas (kJ/s)Q (watt)

86,260,986885,1214,1855191,88031880,3

183,670,9868181,2464,1855163,37163371,6

281,080,9868277,3704,1855113,54733547,3

378,490,9868373,4944,1855125,21095210,9

475,900,9868469,6184,1855189,82799827,9

2.4.2. Fluida DinginTrata-rata (dari seluruh suhu aliran dingin inlet maupun outlet) = 35,6 sehingga air = 0,9950 kg/L dan Cp = 4,183 kJ/kg.K (hasil interpolasi).Laju alir (L/h) (kg/L)m (kg/h)Cp (kJ/kg.K)T (K)Qpanas (kJ/s)Q (watt)

265,060,9950263,7354,18382,45162451,6

265,060,9950263,7354,183103,06453064,5

265,060,9950263,7354,183154,59674596,7

265,060,9950263,7354,183175,20965209,6

265,060,9950263,7354,183164,90314903,1

No.Qpanas (watt)Qdingin (watt) (%)

1.1880,32451,6130,38

2.3371,63064,590,89

3.3547,34596,7129,58

4.5210,95209,699,97

5.9827,94903,149,89

3. Perhitungan hdingin dan hpanasL = 93 mm = 0,093 m

NRe = L / NNu = hL/k Npr = Cp / kUntuk Laminer: Nre 3x105

Untuk Turbulen: Nre 3x105

RUN 1Fluida panas: Trata-rata = 52,9 sehingga air = 0,5389 x 10-3 (kg/m.s), k air = 0,6471 W/m.K, air = 987,7 kg/m3, dan Cp = 4,1852 kJ/kg.KFluida dingin : Trata-rata = 39,2 sehingga air = 0,6694 x 10-3 (kg/m.s), k air = 0,6300 W/m.K, air = 994,1 kg/m3 dan Cp = 4,1832 kJ/kg.KNoLaju alir fluida panas (L/h)Laju alir fluida dingin (L/h)vpanas x10-5 (m/s)vdingin x10-5 (m/s)Nre (dingin)Nre (panas)Npr x 10-3(dingin)Npr x 10-3 (panas)Nnu x 10-3 (dingin)Nnu x 10-3 (panas)h x 10-2 (dingin)h x 10-2 (panas)

1.539,2174,439,36113,02834,182415,95614,44483,48542,0123,0821,36292,1441

2.539,2215,829,36113,74695,174915,95614,44483,48542,2383,0821,51602,1441

3.539,2324,159,36115,62767,772315,95614,44483,48542,7433,0821,85792,1441

4.539,2393,089,36116,28438,679315,95614,44483,48542,8983,0821,96342,1441

5.539,2481,729,36118,363211,550515,95614,44483,48543,3433,0822,26492,1441

RUN 2Fluida panas : Trata-rata = 52,4 sehingga air= 0,5507x 10-3 (kg/m.s), k air = 0,6465 W/m.K, air = 988,0 kg/m3 dan Cp = 4,1851 kJ/kg.KFluida dingin :Trata-rata = 43,7 sehingga air= 0,6289 x 10-3 (kg/m.s), k air = 0,6356 W/m.K, air = 992,0 kg/m3 dan Cp = 4,1838 kJ/kg.KNoLaju alir fluida panas (L/h)Laju alir fluida dingin (L/h)v x 10-5 panas (m/s) v x 10-5 dingin (m/s) Nre (panas)Nre (dingin)Npr x 10-3(panas)Npr x 10-3(dingin)Nnu x 10-3 (panas)Nnu x 10-3 (dingin)h x 10-2 (panas)h x 10-2 (dingin)

1.86,26530,961,49769,21812,498713,52243,56494,13971,24722,90150,85392,0170

2.183,67530,963,18879,21815,320313,52243,56494,13971,80002,90151,23022,0170

3.281,08530,964,87999,21818,142113,52243,56494,13972,24902,90151,53712,0170

4.378,49530,966,57109,218110,963713,52243,56494,13972,61262,90151,78562,0170

5.475,90530,968,26229,218113,785513,52243,56494,13972,92962,90152,00222,0170

RUN 3Fluida panas : Trata-rata = 53,5 sehingga air= 0,5408x 10-3 (kg/m.s), k air = 0,6478 W/m.K, air = 987,5 kg/m3 dan Cp = 4,1853 kJ/kg.KFluida dingin: Trata-rata = 34,1 sehingga air= 0,7153 x 10-3 (kg/m.s), k air = 0,6237 W/m.K, air = 995,3 kg/m3 dan Cp = 4,183 kJ/kg.KNoLaju alir fluida panas (L/h)Laju alir fluida dingin (L/h)v x 10-5dingin (m/s)v x 10-5 panas (m/s)Nre (dingin)Nre (panas)Npr x 10-3(dingin)Npr x 10-3(panas)Nnu x 10-3 (dingin)Nnu x 10-3 (panas)h x 10-2 (dingin)h x 10-2 (panas)

1.281,0887,801,52434,87991,97258,28694,79733,49401,49132,22621,00011,5756

2.281,08166,582,89204,87993,74248,28694,79733,49402,05412,22621,37761,5756

3.281,08265,064,60174,87995,95488,28694,79733,49402,59112,22621,73771,5756

4.281,08334,005,79864,87997,50368,28694,79733,49402,90862,22621,95061,5756

5.281,08373,396,48254,87998,38868,28694,79733,49403,07532,22622,06241,5756

RUN 4Fluida panas : Trata-rata = 54,9 sehingga air = 0,5282x 10-3 (kg/m.s), k air = 0,6496 W/m.K, air = 986,8 kg/L dan Cp = 4,1855 kJ/kg.KFluida dingin: Trata-rata = 35,6 sehingga air = 0,7018 x 10-3 (kg/m.s), k air = 0,6256 W/m.K, air = 995,0 kg/L dan Cp = 4,183 kJ/kg.KNoLaju alir fluida panas (L/h)Laju alir fluida dingin (L/h)v x 10-5 panas (m/s) v x 10-5 dingin (m/s)Nre (panas)Nre (dingin)Npr x 10-3(panas)Npr x 10-3(dingin)Nnu x 10-3 (panas)Nnu x 10-3 (dingin)h x 10-2 (panas)h x 10-2 (dingin)

1.86,26265,061,49764,60172,60206,06753,40334,69251,21512,55830,84871,7209

2.183,67265,063,18874,60175,54026,06753,40334,69251,77302,55831,23841,7209

3.281,08265,064,87994,60178,47866,06753,40334,69252,19342,55831,53211,7209

4.378,49265,066,57104,601711,41686,06753,40334,69252,54522,55831,77781,7209

5.475,90265,068,26224,601714,35526,06753,40334,69252,85402,55831,99351,7209

4. Perhitungan UempirisX = 0,093m - 0,087m = 0,006 m x 25 = 0,15 m = 0,6675 (W / m.K)

RUN 1NoLaju alir fluida panas tetap (L/h)Laju alir fluida dingin berubah (L/h)hpanas x 10-2 (W/m2.K)hdingin x 10-2 (W/m2.K)U x 10-3 (empiris)

1.539,2174,432,14411,36298,3169

2.539,2215,822,14411,51608,8631

3.539,2324,152,14411,85799,9316

4.539,2393,082,14411,963410,2253

5.539,2481,722,14411,36298,3169

RUN 2NoLaju alir fluida panas berubah (L/h)Laju alir fluida dingin tetap (L/h)hpanas x 10-2 (W/m2.K)hdingin x 10-2 (W/m2.K)U x 10-3 (empiris)

1.86,26530,960,85392,01705,9911

2.183,67530,961,23022,01707,6283

3.281,08530,961,53712,01708,7062

4.378,49530,961,78562,01709,4512

5.475,90530,962,00222,017010,2427

RUN 3NoLaju alir fluida panas tetap (L/h)Laju alir fluida dingin berubah (L/h)hpanas x 10-2 (W/m2.K)hdingin x 10-2 (W/m2.K)U x 10-3 (empiris)

1.281,0887,801,57561,00016,1094

2.281,08166,581,57561,37767,7056

3.281,08265,061,57561,73778,2481

4.281,08334,001,57561,95068,6988

5.281,08373,391,57562,06248,9143

RUN 4NoLaju alir fluida panas berubah (L/h)Laju alir fluida dingin tetap (L/h)hpanas x 10-2 (W/m2.K)hdingin x 10-2 (W/m2.K)U x 10-3 (empiris)

1.86,26265,060,84871,72095,6766

2.183,67265,061,23841,72097,1899

3.281,08265,061,53211,72098,0904

4.378,49265,061,77781,72098,7273

5.475,90265,061,99351,72099,2169

5. Perhitungan Tlm dan QN. EnergiPanjang plate= 50 cmLebar plate= 12,8 cmA = 50 x 12,8A = 640 cm2 = 0,064 m2A= 25 x 0,064 m2A= 1,6 m21. 2. 3. 4. 5. 6. 6.1. RUN 1T1 = Thi TcoT2 = Tho Tci

U =

No.Laju fluida panas tetap (L/h)Laju fluida dingin berubah (L/h)Q panas (Watt)Q dingin (Watt)Q rata-rata (Watt)A (m2)T1 (K)T2 (K)Tlm (K)U (W/m2.K)

1.539,2174,433095,72820,92958,31,6152419,1596,550

2.539,2215,823095,72742,32919,01,6142016,82108,465

3.539,2324,153714,83370,03542,41,6121513,44164,732

4.539,2393,084334,03632,53983,31,6111211,49216,672

5.539,2481,723095,73338,73217,21,6101110,49191,683

6.2. RUN 2T1 = Thi TcoT2 = Tho Tci

U = NoLaju fluida panas berubah (L/h)Laju fluida dingin tetap (L/h)Q panas (Watt)Q dingin (Watt)Q rata-rata (Watt)A (m2)T1 (K)T2 (K)Tlm (K)U (W/m2.K)

1.86,26530,961486,11224,31355,21,61637,76109,149

2.183,67530,963164,43060,63112,51,6913,64534,427

3.281,08530,963551,33060,63306,01,614810,72192,747

4.378,49530,963477,82448,52963,21,61178,85209,266

5.475,90530,963279,63060,63170,11,61099,49208,779

6.3. RUN 3T1 = Thi TcoT2 = Tho Tci

U =

No.Laju fluida panas tetap (L/h)Laju fluida dingin berubah (L/h)Q panas (Watt)Q dingin (Watt)Q rata-rata (Watt)A (m2)T1 (K)T2 (K)Tlm (K)U (W/m2.K)

1.281,0887,803226,91624,62425,81,6162218,8480,474

2.281,08166,583872,33275,03573,71,6162118,39121,455

3.281,08265,065163,14598,14880,61,6171616,49184,983

4.281,08334,004840,45021,44930,91,6191717,98171,402

5.281,08373,395808,55984,75896,61,6191516,92217,812

6.4. RUN 4T1 = Thi TcoT2 = Tho Tci

U =

No.Laju fluida panas berubah (L/h)Laju fluida dingin tetap (L/h)Q panas (Watt)Q dingin (Watt)Q rata-rata (Watt)A (m2)T1 (K)T2 (K)Tlm (K)U (W/m2.K)

1.86,26265,061880,32451,62166,01,620913,7898,240

2.183,67265,063371,63064,53218,11,6191315,81127,218

3.281,08265,063547,34596,74072,01,6192320,94121,538

4.378,49265,065210,95209,65210,31,6182320,40159,630

5.475,90265,069827,94903,17365,51,6172520,74221,959

Tangki air panas Seperangkat alat PHE

Tangki air dingin Termometer fluida dingin

Termometer fluida panas