Alat Penukar Kalor Tipe Shell and Tube

8/19/2019 Alat Penukar Kalor Tipe Shell and Tube

http://slidepdf.com/reader/full/alat-penukar-kalor-tipe-shell-and-tube 1/7

1. Saturated process steam at 1 atm is condensed in a shell-and-tube heat exchanger (one

shell, two tube passes). Cooling water enters the tubes at 15◦C with an average velocity of

3.5 m/s. The tubes are thin walled and made of copper with a diameter of 14 mm and

length of 0.5 m. The convective heat transfer coefficient for condensation on the outer

surface of the tubes is 21800 W/m

2

K.a. Find the number of tubes/pass required to condensed 2.3 kg/s of steam

b. Find the outlet water temperature.

c.

Find the maximum possible condensation rate that could be achieved with this heat

exchanger using the same water flow rate and inlet temperature.

Diketahui :

Saturated steam (Uap Saturasi): Water:

Pc = 1 atm

D = 14 mm = 0.014 m

L = 0.5 m

Ditanya : a. N

b.

c.

Penyelesaian :

Analisa Data

Untuk tabel saturated steam, gunakan tabel saturated water pada P = 1atm:Tsat = 100◦C hfg = 2257 KJ/kg

Asumsi :

T V.10 Cp µ.10 λ.10 Pr

295 1.002 4181 959 606 6.62

Tabel 1. Analisa Data

X

Tce

Tcs

Tce

Tfs

Tcs

Tfs

TfeT

fe = 15◦C

ℎ0

T



Mencari laju perpindahan panas :

ℎ

Mencari Tfs dengan metode NTU

1. Mencari koefisien panas menyeluruh (k)

Karena ReD >10000, maka aliran yang terjadi adalah aliran turbulen. Oleh karena itu,

dapat kita gunakan rumus

Nu = 0.023 .ReD

0.8

.Pr

1/3

0

0

Mencari nilai k

Setelah mendapatkan faktor pengotoran menyeluruh maka dicari nilai k :



2. Relasi efektifitas : Dengan Cmin = Cf dan

Maka :

Menghitung nilai NTU

(As = πDLNP)

Dari persamaaan Flow Arrangement: (Cr = 0) , maka :

E = 1 – exp(-NTU)

E = 1 – exp(-0.048)

E = 0.0468

Maka dapat kita hitung jumlah tabung (N) :

Jadi :



Mencari Suhu keluar air :

Kita dapatkan nilai Tfs tidak sama dengan nilai dari asumsi, oleh karena itu, perhitungan

dilanjutkan ke iterasi kedua.

Iterasi II

Analisa Data

Asumsi :

Maka :

T V.10 Cp µ.10 λ.10 Pr

290 Vf Cpf µf λ f Pr f

Tabel 2. Analisa Data Iterasi II

Mencari laju perpindahan panas :

ℎ

Mencari Tfs dengan metode NTU

1. Mencari koefisien panas menyeluruh (k)

00 0 000

Karena ReD >10000, maka aliran yang terjadi adalah aliran turbulen. Oleh karena

itu, dapat kita gunakan rumus:

Nu = 0.023 .ReD0.8

.Pr1/3



0

0

Mencari nilai k

Setelah mendapatkan faktor pengotoran menyeluruh maka dicari nilai k :

Relasi efektifitas : Dengan Cmin = Cf dan

Maka :



Menghitung Nilai NTU

As = πDLNP

2

Dari persamaaan Flow Arrangement: (Cr = 0), maka:

E = 1 – exp(-NTU)

E = 1 – exp(-)

E = 0.046

Sehingga didapatkan jumlah tabung (N)

Jadi :

Mencari Suhu keluar air :

Kita dapatkan suhu Tfs hasil iterasi kedua sama dengan Tfs hasil iterasi pertama, oleh

karena itu asumsi pada iterasi kedua adalah benar.



Dengan itu, dapat kita simpulkan:

a. Jumlah tabung yang diperlukan untuk mengkondensasikan Uap Saturasi dengan laju

aliran massa 2.3kg/s dengan pengaruh faktor pengotoran (Fouling Factor) adalah

sebanyak :

N = 590 tabung

b.

Maka, kita dapatkan suhu keluar fluida dingin sebesar:

c. Maka, kita dapatkan nilai laju aliran massa maksimum uap adalah sebesar:

ℎ

ℎ

Alat Penukar Kalor Tipe Shell and Tube

Documents

Transcript of Alat Penukar Kalor Tipe Shell and Tube