BAB V HASIL PEMBAHASAN
5.4 Perhitungan Efisiensi Air Cooler Setelah Cleaning
Tabel 5.10 Hasil Perhitungan Heat Exchanger tanggal 07 Maret 2020
NO Hasil Perhitungan Design
A Heat Duty shell 90873504.76 btu/hr
tube 4106909.056 btu/hr
B LMTD 35.04966385 °F
C Temperature kalorik shell 146.2657 °F
tube 109.942 °F
D Flow Area shell 1,249 inch
tube 3.469 inch
E kecepatan Massa fluida shell 7944782,70 lb/hr
tube 27499.43722 lb/hr
F Reynold Number shell 11423870,548 lb/ft hr
Untuk perhitungan pada tanggal 07 Maret 2020 pada tabel 5.10 bisa di lihat pada lampiran 4.
Tabel 5.11 Hasil Perhitungan Heat Exchanger tanggal 08 Maret 2020
No Hasil Perhitungan Design
A Heat Duty shell 87109094.67 btu/hr
E kecepatan Massa fluida shell 7944782,70 lb/hr
tube 27396.04 lb/hr
Untuk perhitungan pada tanggal 08 Maret 2020 pada tabel 5.11 bisa di lihat pada lampiran 4.
Tabel 5.12 Hasil Perhitungan Heat Exchanger tanggal 09 Maret 2020
No Hasil Perhitungan Design
A Heat Duty shell 91391241.43 btu/hr
tube 4277227.789 btu/hr
B LMTD 34.31211802 °F
C Temperature kalorik shell 148.5082 °F
tube 112.3605 °F
D Flow Area shell 1,249 inch
tube 3.469 inch
E kecepatan Massa fluida shell 7944782,70 lb/hr
tube 27368.69 lb/hr
I Temperatur pada Dingding
Tube
Untuk perhitungan pada tanggal 09 Maret 2020 pada tabel 5.12 bisa di lihat pada lampiran 4.
Tabel 5.13 Hasil Perhitungan Heat Exchanger tanggal 10 Maret 2020
No Hasil Perhitungan Design
A Heat Duty shell 90612651.25 btu/hr
tube 4022325.172 btu/hr
B LMTD 32.51602878 °F
C Temperature kalorik shell 145.3296 °F
tube 110.252 °F
D Flow Area shell 1,249 inch
tube 3.469 inch
E kecepatan Massa fluida shell 7944782,70 lb/hr
tube 26972.08863 lb/hr
F Reynold Number shell 11423870,548 lb/ft hr
Untuk perhitungan pada tanggal 10 Maret 2020 pada tabel 5.13 bisa di lihat pada lampiran 4.
Tabel 5.14 Hasil Perhitungan Heat Exchanger tanggal 11 Maret 2020
No Hasil Perhitungan Design
A Heat Duty shell 92541557.8 btu/hr
tube 4092122,004 btu/hr
B LMTD 32.36625228 °F
C Temperature kalorik shell 145.37202 °F
tube 110.8046 °F
D Flow Area shell 1,249 inch
tube 3.469 inch
E kecepatan Massa fluida shell 7944782,70 lb/hr
tube 27200.80418 lb/hr
F Reynold Number shell 11423870,548 lb/ft hr
Untuk perhitungan pada tanggal 11 Maret 2020 pada tabel 5.14 bisa di lihat pada lampiran 4.
Tabel 5.15 Hasil Perhitungan Heat Exchanger tanggal 12 Maret 2020
No Hasil Perhitungan Design
A Heat Duty shell 89747903.96 btu/hr
tube 4144623.122 btu/hr
B LMTD 32.96255747 °F
C Temperature kalorik shell 143.2064 °F
tube 109.984 °F
D Flow Area shell 1,249 inch
tube 3.469 inch
E kecepatan Massa fluida shell 7944782,70 lb/hr
tube 27597.619 lb/hr
Untuk perhitungan pada tanggal 12 Maret 2020 pada tabel 5.15 bisa di lihat pada lampiran 4.
Tabel 5.16 Hasil Perhitungan Heat Exchanger tanggal 13 Maret 2020
No Hasil Perhitungan Design
A Heat Duty shell 89890341.1 btu/hr
E kecepatan Massa fluida shell 7944782,80 lb/hr
tube 27099.70528 lb/hr
F Reynold Number shell 11423870548 lb/ft hr
Untuk perhitungan pada tanggal 13 Maret 2020 pada tabel 5.16 bisa di lihat pada lampiran 4.
Table 5.17 Nilai Efisiensi sebelum dan sesudah Cleaning Tube
No SEBELUM SESUDAH
TANGGAL EFISIENSI (%) TANGGAL EFISIENSI (%)
1 17/02/2020 56.81 07/03/2020 58.5
2 18/02/2020 56.48 08/03/2020 59.20
3 19/02/2020 55.9 09/03/2020 58.46
4 20/02/2020 56.40 10/03/2020 58.48
5 21/02/2020 55.47 11/03/2020 58.06
6 22/02/2020 56.32 12/03/2020 58.32
7 23/02/2020 56.19 13/03/2020 58.17
Rata-rata 56.23 58.46
Pada tabel diatas menunjukan nilai efisiensi sebelum Cleaning Tube terbesar yaitu pada tanggal 17 Februari 2020 dengan nilai 56,81% dengan rata-rata selama 7 hari adalah 56,23%, dan nilai efisiensi setelah Cleaning Tube terbesar yaitu pada tanggal 8 Maret 2020 dimana nilai efisiensi diperoleh angka 59.20% dan rata-rata selama 7 hari sesudah pembersihan adalah 58,46%.
Grafik 5.1 Perbandingan Efisiensi Sebelum Cleaning Tube dan Flow pada Tube
Pada grafik tersebut dapat di lihat dari tanggal 17 Februari 2020 sampai tanggal 23 Februari 2020 nilai efisiensi berbanding lurus dengan laju alir pada tube.
Grafik 5.2 Perbandingan Efisiensi dan Laju alir tube setelah Cleaning Tube Pada grafik tersebut dapat di lihat dari tanggal 7 Maret 2020 sampai tanggal 13 Maret 2020 nilai efisiensi dan laju alir tube berbanding lurus.
Grafik 5.3 Grafik Perbandingan efisiensi sebelum dan sesudah Cleaning Tube Pada grafik 5.3 diatas, terlihat ada peningkatan efisiensi setelah dilakukan Cleaning Tube, peningkatan efisiensi rata-rata dari sebelum dan sesudah adalah 2,23%.
Pada hasil setelah pembersihan diperoleh kenaikan efisiensi alat sebesar 2,23% , penulis mendapatkan informasi dari pembimbing lapangan bahwa hasil dari pembersihan internal tube biasanya mencapai nilai 60%
dengan waktu pengerjaan pembersihan selama 5-6 minggu, meskipun range jauh dari data design (nilai efisiensi design sebesar 66,67%), tetapi masih efektif untuk dioperasikan.
Penyebab hasil perhitungan nilai efisiensi setelah pembersihan yang diperoleh oleh penulis hanya mencapai nilai rata-rata 58,46%, dikarenakan waktu pembersihan internal tube pada tanggal 25 Februai 2020 sampai dengan 30 Maret 2020 atau selama 5 minggu pembersihan. Penulis mengambil data
Efi sie nsi (%
)
Hari
sebelum dilakukannya pembersihan pada 17 Februari 2020 sampai dengan 23 Februari 2020, serta penulis mengambil data setelah dilakukannya pembersihan dimulai pada tanggal 07 Maret 2020 sampai dengan 13 Maret 2020, yang dimana proses pembersihan masih berlangsung dan data yang diperoleh oleh penulis bukanlah data pembersihan telah selesai dilakukan.
Dikarenakan waktu pelaksanaan tugas akhir penulis di perusahaan hanya sampai dengan tanggal 14 Maret 2020.
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 Kesimpulan
Dari hasil Tugas akhir yang telah dilakukan oleh penulis selama sebulan di Petrochina International Jabung Ltd. dengan judul "Analisis Pengaruh Pembersihan Internal Tube Terhadap Kinerja Lean Amine Cooler (615-E-103) Di Petrochina International Jabung Ltd.”, dapat ditarik beberapa kesimpulan antara lain:
1. Metode yang dilakukan dalam pembersihan internal tube Lean Amine Cooler 615-E-103 adalah menggunakan metode waterjet, Boroscope dan hydrotest.
2. Efisiensi rata-rata yang diperoleh dari Lean Amine Cooler 615-E-103 sebelum Cleaning Internal Tube sebesar 56.23%.
3. Efisiensi rata-rata yang diperoleh dari Lean Amine Cooler 615-E-103 sesudah Cleaning Internal Tube sebesar 58,46% dengan efisiensi design sebesar 66,67%.
6.2 Saran
Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan pada Lean Amine Cooler (615-E-103), maka dapat disampaikan saran sebagai berikut :
Pengecekan keadaan alat di lapangan harus tetap dilakukan meskipun sistem kerja sudah komputerisasi agar keadaan dilapangan selalu terpantau dan sesuai dengan keadaan di ruang kontrol. Serta Peralatan Komputerisasi dan software yang harus tetap rutin dipelihara dan di cek agar tidak terjadi hal yang nantinya membahayakan dan merugikan.
DAFTAR PUSTAKA
A, E.D Saunders. 1988. Heat Exchanger Selection, design & contruction. New York : John Wiley & Son, Inc.
API Standard 661. 2013. Petroleum, Petrochemical, and Natural Gas Industries-Air-Cooled Heat Exchangers. United States of America : American Petroleum Institute.
J, Kenneth Bell dkk. 2013. Heat Exchanger Design Handbook.Thermal 3 : Thermal and design og heat exchanger. USA : The auspices of The International Centre for Heat and Mass Trnsfer.
Kakaç, Sadik dkk. 2012. Heat Exchangers Selection, Rating, and Thermal Design 3th Edition. New York : Taylor & Francis Group.
Kern, D.Q. 1965. Process Heat Transfer International edition. United States of America : McGraw-Hill Book Company.
Syahri, M. Sugiarto, Bambang. 2008. Scale Treatment pada Pipa Distribusi Crude Oil Secara Kimiawi. Yogyakarta : UPN Veteran Yogyakarta.
Thulukkanam, Kuppan. 2013. Heat Exchanger Design Handbook 2nd Edition.
United States of America : Taylor & Francis Group.
Tubular Exchanger Manufacture Association. 2019. Standards Of The Tubular Exchanger Manufacture Association 10th Edition. United States Of America : TEMA.
LAMPIRAN
Nilai Cp dan Viskositas dari udara dan Lean Amine dari perusahaan
Grafik dan Tabel yang digunakan dalam perhitungan Figure 1 digunakan untuk mencari nilai K
Figure 17, digunakan untuk mencari nilai K, FC, KC, KC Faktor
Figure.15 digunakan untuk mencari nilai µw udara
Figure.19 digunakan untuk mencari nilai FT
Figure.24 digunakan untuk mencari nilai JH pada sisi Tube
Figure.28 digunakan untuk mencari nilai DE, nilai JH pada sisi Shell, nilai OD
Tabel.10 digunakan untuk mencari nilai ID, a”, a’t
Data Nilai rata-rata Temperature, Flow Rate, Cp dari udara dan Lean Amine dari perusahaan Sebelum
17/02/2020 186.30 124.67
96 135 98467.580 9925933
0.242 0.658
2 Selasa,
18/02/2020 189.80 125.27
94.8 133.4 98364.810 9925933
0.246 0.654
3 Rabu,
19/02/2020 187.90 122.48
95.4 134 98034.940 9925933
0.243 0.656
4 Kamis,
20/02/2020 185.60 124.12
95 134.5 97907.030 9925933
0.234 0.649
5 Jum'at,
21/02/2020 186.50 124.42
96 136.3 97056.880 9925933
0.232 0.648
6 Sabtu,
22/02/2020 187.30 125.21
95.4 135.1 97908.190 9925933
0.239 0.649
7 Minggu,
23/02/2020 185.90 125.33
96.2 135.5 98334.180 9925933
0.241 0.647 Rata-rata 187.04 124.501 95.54286 134.8285714 98010.516 9925933 0.239 0.652
Data Nilai rata-rata Temperature, Flow Rate, Cp dari udara dan Lean Amine dari perusahaan Sesudah
07/03/2020 186.30 120.67
95.2 133 95405.860 9925933
0.242 0.656
2 Minggu,
08/03/2020 184.80 120.23
96.3 132.4 95047.150 9925933
0.243 0.652 3 Senin,
09/03/2020 187.90 118.18
95.7 134 94952.250 9925933
0.240 0.646 4 Selasa,
10/03/2020 184.60 118.04
95 132.2 93576.290 9925933
0.235 0.646
5 Rabu,
11/03/2020 185.70 118.71
95.8 133.5 94369.790 9925933
0.237 0.647
6 Kamis,
12/03/2020 185.30 118.02
96 131.8 95746.490 9925933
0.246 0.653 7 Jum'at,
13/03/2020 184.80 118.15
96.1 133.2 94019.040 9925933
0.244 0.654 Rata-rata 185.6286 118.8571 95.72857 132.8714286 94730.981 9925933 0.241 0.651
Perhitungan Efisiensi Heat Exchanger Air Cooler 615-E-103 Perhitungan Sebelum dilakukan Cleaning Tube
Perhitungan 18 Februari 2020.
Viscositas 0,019 centipoise Viscositas 17,54 centipoise a. Heat Duty
Untuk menghitung Heat Duty pada bagian Shell dan tube digunakan persamaan 2.1 – Persamaan 2.4.
Shell
Tube
ΔT = T1-T2
= 186,80 .°F - 125,27°F = 61,53.°F
Q t = W.C .ΔT
= 98.364,81 lb/hr . 0,653 Btu/Lb °F . 61,53.°F = 3.957.050,46 Btu/hr
b. LMTD
Untuk mencari nilai LMTD menggunakan Persamaan 2.5 dan 2.6 ΔT1 = T1 – t2 = 51,400 °F ΔT2 = T2 – t1 = 29,470 °F Δtc = T2 – t1 = 29,470°F Δth = T1 – t2 = 51,400°F
LMTD =
= 39,424.°F LMTD correction
=
= 1,550
= = 0,44
FT = 0,94 di dapat dari fig 19 LMTD Corection = LMTD .FT
= 39,424 °F . 0,94 = 36.861 °F c. Temperature kalorik
Untuk perhitungan oAPI menggunakan Persamaan 2.7, dan peritungan Temperature Kalorik menggunakan persamaan 2.8 dan Persamaan 2.9
.°API = 141,5/ SG – 131,5 . = 141,5/ 1 – 131,5
= 10
Δt1 = T1 – t2 = 51,4 .°F Δt2 = T2 – t1= 29,47 .°F
Untuk mencari nilai Kc, menggunakan Figure.17 yang terdapat pada lampiran 2, diperoleh nilai KC = 0,14
Untuk mencari nilai Fc, menggunakan Figure.17 yang terdapat pada lampiran 2, diperoleh nilai Fc = 0,40
Shell
TC = T2 + Fc. (T1-T2)
= 125,47 °F + 0,40 . 61.53 °F = 149,882 °F
Tube
tC = t1 + Fc. (t2-t1)
= 95,8 °F + 0,40 . 39,60 °F = 111,64 °F
d. Flow area
Untuk perhitungan Flow Area, menggunakan Persamaan 2.10 dan Persamaan 2.11
Shell
C’ = Pitch – OD = 2,362 – 1 = 1,362 inch
=
= 1,249 inch
Tube
Thicknes = 0,83 inch
a’t = 0,546 di dapat dari table 10 (kern), bisa dilihat pada lampiran 2.
at =
= 3.469 inch
e. Kecepatan Massa fluida
Untuk menghitung nilai Kecepatan Massa Fluida, digunakan persamaan 2.12 dan Persamaan 2.13.
Shell
Gs =
= 7944782,70 lb/hr
Tube
Gt =
= 28.352,31 lb/hr f. Reynold Number
Untuk memperoleh nilai Reynold Number, digunakan persamaan 2.14 dan Persamaan 2.15
Shell
Nilai OD diperoleh dari figure.28 yang bisa dilihat pada lampiran 2.
Dari Fig 28. OD = 0,083 ft Pitch = 1,25 inch De = 0,72 inch = 0,06 ft
= 0,019 centipoise = 0,046 lb/ft hr.
Res =
=
= 10385336,862 lb/ft hr .
Tube
Pada lampiran 2, dapat dilihat tabel 10 untuk mencari nilai ID, dan diperoleh nilai ID dari melihat OD = 1 inch dan thickness 0,083 inch
ID = 0,834 inch = 0,069 ft
= 17,54 centipoise = 42,43 lb/ft hr
=
= 46,207 lb/ft hr
g. JH
Shell
Untuk mendapatkan nilai JH,dapat dilihat pada Figure 28 di lampiran 2 dan di dapatkan nilai JH = 1000
Tube
Untuk mendapatkan nilai JH,dapat dilihat pada Figure 24 di lampiran 2 dan di dapatkan nilai JH = 2
h. Koefisien Perpindahan Panas
Untuk mencari nilai Koefisiensi Perpindahan panas, digunakan Persamaan 16 – Persamaan 18.
Shell
Pada TC = 149,882 °F .°API = 10
Nilai C diperoleh dari tabel nilai C yang terdapat pada Lampiran 1, dan diperoleh nilai C = 0,246
Nilai K diperoleh dari Figure 1 yang terdapat di lampiran 2, dan diperoleh nilai K = 0,065
Nilai DE diperoleh dari Figure 28, dan diperoleh nilai DE = 0,06 ft.
= 1000 lb/ft hr . 0,413
= 37,266 Btu / h ft2 °F
Tube
Pada TC = 28,670 °F
Nilai C = 0,66 (Diperoleh dari tabel yang berada pada lampiran 1)
Nilai K diperoleh dari Figure 1 yang terdapat di lampiran 2, dan diperoleh nilai K = 0,066
Nilai ID diperoleh dari Tabel 10 yang bisa dilihat pada Lampiran 2, dan diperoleh nilai ID = 0,069 ft.
i. Tube Well Temperature
Untuk menghitung nilai Tube Well Temperature, digunakan Persamaan
Untuk menghitung nilai Viskositas Fluida, dapat menggunakan Persaman 2.20 dan 2.21.
µw = 72 di dapat dari perusahaan dapat dilihat pada Lampiran ke 3 өt = (µ/µw)0,14
= (42,43 lb/ft hr /0,72)0,14 = 1,769 lb/ft hr
k. Koefisien Panas Terkoreksi
Untuk menghitung nilai Koefisiensi Panas Terkoreksi, perhitungan menggunakan Persamaan 2.22 dan Persamaan 2.23.
Shell
l. Clean Overall Heat Transfer Coefficient
Untuk menghitung nilai Clean Overall Heat Transfer Coefficient, perhitungan menggunakan Persamaan 2.24.
Uc = (hio . ho ) / (hio + ho)
= (0,937 . 42,102) / (0,937+ 42,102 ) = 0,916 Btu / h ft2 °F
m. Koefisien Design Overall
Untuk menghitung nilai dari Koefisiens Design Overall, Persamaan yang digunakan adalah Persamaan 2.25 – Persamaan 2.27, serta untuk mencari nilai a”, bisa dilihat pada Tabel 10 yang ada pada Lampiran 2| dengan di ketahui data OD untuk a” di dapat dari outside surface.
a” = 0,2618 A = a”. L. Nt
= 0.2618 ft2 . 31,5 ft . 3660 = 30182,922 ft2
Shell
Uds = Qs / (A . Δt LMTD)
= 96733775,61 Btu/hr / ( 30182,922 ft2 . 36,,861 °F ) = 86,946 Btu / h ft2 °F
Tube
Udt = Qt / (A . Δt LMTD)
= 3.957.050,46 Btu/hr / ( 30181,922 ft2. 36,861 °F) = 3,557 / h ft2 °F
n. Efisiensi
Untuk menghitung nilai efisiensi, Perhitungan menggunakan Persamaan 2.28.
=
= 56,484 %
Viscositas 0,019 centipoise Viscositas 17,54 centipoise a. Heat Duty
Untuk menghitung Heat Duty pada bagian Shell dan tube digunakan persamaan 2.1 – Persamaan 2.4.
Shell
Tube
ΔT = T1-T2
= 186,90 .°F - 122,48°F = 64,48.°F
Q t = W.C .ΔT
= 98.034,84 lb/hr . 0,656 Btu/Lb °F . 64,48.°F = 4.079.220,32 Btu/hr
b. LMTD
Untuk mencari nilai LMTD menggunakan Persamaan 2.5 dan 2.6 ΔT1 = T1 – t2 = 51,600 °F ΔT2 = T2 – t1 = 27,880 °F Δtc = T2 – t1 = 27,880°F Δth = T1 – t2 = 51,600°F
LMTD =
= 39,147.°F LMTD correction
=
= 1,58
=
= 0,44
FT = 0,94 di dapat dari fig 19 pada lampiran 2 LMTD Corection = LMTD .FT
= 39,147 °F . 0,94 = 36.602 °F c. Temperature kalorik
Untuk perhitungan oAPI menggunakan Persamaan 2.7, dan peritungan Temperature Kalorik menggunakan persamaan 2.8 dan Persamaan 2.9
.°API = 141,5/ SG – 131,5 . = 141,5/ 1 – 131,5 = 10
Δt1 = T1 – t2 = 51,6 .°F Δt2 = T2 – t1= 40,70 .°F
Untuk mencari nilai Kc, menggunakan Figure.17 yang terdapat pada lampiran 2, diperoleh nilai KC = 1.35
Untuk mencari nilai Fc, menggunakan Figure.17 yang terdapat pada lampiran 2, diperoleh nilai Fc = 0,40
Shell
TC = T2 + Fc. (T1-T2)
= 122,48 °F + 0,40 . 64.42 °F = 148,784 °F
Tube
tC = t1 + Fc. (t2-t1)
= 94,6 °F + 0,40 . 40,70 °F = 110,839 °F
d. Flow area
Untuk perhitungan Flow Area, menggunakan Persamaan 2.10 dan Persamaan 2.11
Shell
C’ = Pitch – OD = 2,362 – 1 = 1,362 inch
=
= 1,249 inch
Tube
Thicknes = 0,83 inch
a’t = 0,546 di dapat dari table 10 (kern), bisa dilihat pada lampiran 2.
at =
= 3.469 inch e. Kecepatan Massa fluida
Untuk menghitung nilai Kecepatan Massa Fluida, digunakan persamaan 2.12 dan Persamaan 2.13.
Shell
Gs =
= 7944782,70 lb/hr
Tube
Gt =
= 28.257,23 lb/hr f. Reynold Number
Untuk memperoleh nilai Reynold Number, digunakan persamaan 2.14 dan Persamaan 2.15
Shell
Nilai OD diperoleh dari figure.28 yang bisa dilihat pada lampiran 2.
Dari Fig 28. OD = 0,083 ft Pitch = 1,25 inch De = 0,72 inch = 0,06 ft
= 0,019 centipoise = 0,046 lb/ft hr.
Res =
=
= 10385336,826 lb/ft hr .
Tube
Pada lampiran 2, dapat dilihat tabel 10 untuk mencari nilai ID, dan diperoleh nilai ID dari melihat OD = 1 inch dan thickness 0,083 inch
ID = 0,834 inch = 0,069 ft
= 17,54 centipoise = 42,43 lb/ft hr
=
= 45,952 lb/ft hr g. JH
Shell
Untuk mendapatkan nilai JH,dapat dilihat pada Figure 28 di lampiran 2 dan di dapatkan nilai JH = 1000
Tube
Untuk mendapatkan nilai JH,dapat dilihat pada Figure 24 di lampiran 2 dan di dapatkan nilai JH = 1,98
h. Koefisien Perpindahan Panas
Untuk mencari nilai Koefisiensi Perpindahan panas, digunakan Persamaan 16 – Persamaan 18.
Shell
Pada TC = 148,784 °F .°API = 10
Nilai C diperoleh dari tabel nilai C yang terdapat pada Lampiran 1, dan diperoleh nilai C = 0,243
Nilai K diperoleh dari Figure 1 yang terdapat di lampiran 2, dan diperoleh nilai K = 0,065
Nilai DE diperoleh dari Figure 28, dan diperoleh nilai DE = 0,06 ft.
= 1000 lb/ft hr . 0,414
= 37,410 Btu / h ft2 °F
Tube
Pada TC = 110,839 °F
Nilai C = 0,656 (Diperoleh dari tabel yang berada pada lampiran 1)
Nilai K diperoleh dari Figure 1 yang terdapat di lampiran 2, dan diperoleh nilai K = 0,066
Nilai ID diperoleh dari Tabel 10 yang bisa dilihat pada Lampiran 2, dan diperoleh nilai ID = 0,069 ft.
i. Tube Well Temperature
Untuk menghitung nilai Tube Well Temperature, digunakan Persamaan
Untuk menghitung nilai Viskositas Fluida, dapat menggunakan Persaman 2.20 dan 2.21.
Shell
µ = 0,045 lb/ft hr
µw = 0,0192 di dapat dari fig.15 daat dilihat pada Lampiran 2 өs = (µ/µw)0,14
= (0,045 lb/ft hr / 0,0192)0,14 = 1,130 lb/ft hr
Tube
µ = 42,43 lb/ft hr
µw = 72 di dapat dari perusahaan dapat dilihat pada Lampiran ke 3 өt = (µ/µw)0,14
= (42,43 lb/ft hr /0,72)0,14 = 1,769 lb/ft hr
k. Koefisien Panas Terkoreksi
Untuk menghitung nilai Koefisiensi Panas Terkoreksi, perhitungan menggunakan Persamaan 2.22 dan Persamaan 2.23.
Shell
l. Clean Overall Heat Transfer Coefficient
Untuk menghitung nilai Clean Overall Heat Transfer Coefficient, perhitungan menggunakan Persamaan 2.24.
Uc = (hio . ho ) / (hio + ho)
= (0,931. 42,265) / (0,931+ 42,265 ) = 0,911 Btu / h ft2 °F
m. Koefisien Design Overall
Untuk menghitung nilai dari Koefisiens Design Overall, Persamaan yang digunakan adalah Persamaan 2.25 – Persamaan 2.27, serta untuk mencari nilai a”, bisa dilihat pada Tabel 10 yang ada pada Lampiran 2| dengan di ketahui data OD untuk a” di dapat dari outside surface.
a” = 0,2618 A = a”. L. Nt
= 0.2618 ft2 . 31,5 ft . 3660 = 30182,922 ft2
Shell
Uds = Qs / (A . Δt LMTD)
= 98087672,87 Btu/hr / ( 30182,922 ft2 . 36,603 °F ) = 88,785 Btu / h ft2 °F
Tube
Udt = Qt / (A . Δt LMTD)
= 4079220,32 Btu/hr / ( 30181,922 ft2. 36,603 °F) = 3,692 / h ft2 °F
n. Efisiensi
Untuk menghitung nilai efisiensi, Perhitungan menggunakan Persamaan 2.28.
=
= 55,905 %
Perhitungan 20 Februari 2020.
a. Heat Duty
Untuk menghitung Heat Duty pada bagian Shell dan tube digunakan persamaan 2.1 – Persamaan 2.4.
Shell
Viscositas 0,019 centipoise Viscositas 17,54 centipoise
Qs = W.C .ΔT
= 9.925.933 lb/hr . 0.244 Btu/Lb °F . 40,70.°F = 98.087.672,87 Btu/hr
Tube
ΔT = T1-T2
= 185,60 .°F - 124,12°F = 61,48.°F
Q t = W.C .ΔT
= 97907,03 lb/hr . 0,649 Btu/Lb °F . 64,48.°F = 3908777,47 Btu/hr
b. LMTD
Untuk mencari nilai LMTD menggunakan Persamaan 2.5 dan 2.6 ΔT1 = T1 – t2 = 51,100 °F ΔT2 = T2 – t1 = 29,123 °F Δtc = T2 – t1 = 29,123°F Δth = T1 – t2 = 51,100°F
LMTD =
= 39,087.°F LMTD correction
=
= 1,56
c. Temperature kalorik
Untuk perhitungan oAPI menggunakan Persamaan 2.7, dan peritungan Temperature Kalorik menggunakan persamaan 2.8 dan Persamaan 2.9
.°API = 141,5/ SG – 131,5 . = 141,5/ 1 – 131,5
= 10
Δt1 = T1 – t2 = 51,1 .°F Δt2 = T2 – t1= 29,123 .°F
Untuk mencari nilai Kc, menggunakan Figure.17 yang terdapat pada lampiran 2, diperoleh nilai KC = 0,13
Untuk mencari nilai Fc, menggunakan Figure.17 yang terdapat pada lampiran 2, diperoleh nilai Fc = 0,42
Shell
TC = T2 + Fc. (T1-T2)
= 124,12 °F + 0,42 . 61.48 °F
= 149,639 °F
Tube
tC = t1 + Fc. (t2-t1)
= 95 °F + 0,42 . 39,50 °F = 111,392 °F
d. Flow area
Untuk perhitungan Flow Area, menggunakan Persamaan 2.10 dan Persamaan 2.11
Shell
C’ = Pitch – OD = 2,362 – 1 = 1,362 inch
=
= 1,249 inch
Tube
Thicknes = 0,83 inch
a’t = 0,546 di dapat dari table 10 (kern), bisa dilihat pada lampiran 2.
at =
= 3.469 inch e. Kecepatan Massa fluida
Untuk menghitung nilai Kecepatan Massa Fluida, digunakan persamaan 2.12 dan Persamaan 2.13.
Shell
Gs =
= 7944782,70 lb/hr
Tube
Gt =
= 28220,37 lb/hr f. Reynold Number
Untuk memperoleh nilai Reynold Number, digunakan persamaan 2.14 dan Persamaan 2.15
Shell
Nilai OD diperoleh dari figure.28 yang bisa dilihat pada lampiran 2.
Dari Fig 28. OD = 0,083 ft Pitch = 1,25 inch De = 0,72 inch = 0,06 ft
= 0,019 centipoise = 0,046 lb/ft hr.
Res =
=
= 10385336,826 lb/ft hr .
Tube
Pada lampiran 2, dapat dilihat tabel 10 untuk mencari nilai ID, dan diperoleh nilai ID dari melihat OD = 1 inch dan thickness 0,083 inch
ID = 0,834 inch = 0,069 ft
= 17,54 centipoise = 42,43 lb/ft hr
=
= 45,892 lb/ft hr g. JH
Shell
Untuk mendapatkan nilai JH,dapat dilihat pada Figure 28 di lampiran 2 dan di dapatkan nilai JH = 1000
Tube
Untuk mendapatkan nilai JH,dapat dilihat pada Figure 24 di lampiran 2 dan di dapatkan nilai JH = 1,99
h. Koefisien Perpindahan Panas
Untuk mencari nilai Koefisiensi Perpindahan panas, digunakan Persamaan 16 – Persamaan 18.
Shell
Pada TC = 149,635 °F .°API = 10
Nilai C diperoleh dari tabel nilai C yang terdapat pada Lampiran 1, dan diperoleh nilai C = 0,243
Nilai K diperoleh dari Figure 1 yang terdapat di lampiran 2, dan diperoleh nilai K = 0,065
Nilai DE diperoleh dari Figure 28, dan diperoleh nilai DE = 0,06 ft.
= 1000 lb/ft hr . 0,415
= 37,526 Btu / h ft2 °F
Tube
Pada TC = 111,392 °F
Nilai C = 0,656 (Diperoleh dari tabel yang berada pada lampiran 1)
Nilai K diperoleh dari Figure 1 yang terdapat di lampiran 2, dan diperoleh nilai K = 0,066
Nilai ID diperoleh dari Tabel 10 yang bisa dilihat pada Lampiran 2, dan diperoleh nilai ID = 0,069 ft.
i. Tube Well Temperature
Untuk menghitung nilai Tube Well Temperature, digunakan Persamaan
Untuk menghitung nilai Viskositas Fluida, dapat menggunakan Persaman 2.20 dan 2.21.
= 1,130 lb/ft hr
Tube
µ = 42,43 lb/ft hr
µw = 72 di dapat dari perusahaan dapat dilihat pada Lampiran ke 3 өt = (µ/µw)0,14
= (42,43 lb/ft hr /0,72)0,14 = 1,769 lb/ft hr
k. Koefisien Panas Terkoreksi
Untuk menghitung nilai Koefisiensi Panas Terkoreksi, perhitungan menggunakan Persamaan 2.22 dan Persamaan 2.23.
Shell
l. Clean Overall Heat Transfer Coefficient
Untuk menghitung nilai Clean Overall Heat Transfer Coefficient, perhitungan menggunakan Persamaan 2.24.
Uc = (hio . ho ) / (hio + ho)
= (1,259. 42,369) / (1,259+ 42,369 ) = 1,223 Btu / h ft2 °F
m. Koefisien Design Overall
Untuk menghitung nilai dari Koefisiens Design Overall, Persamaan yang digunakan adalah Persamaan 2.25 – Persamaan 2.27, serta untuk mencari nilai a”, bisa dilihat pada Tabel 10 yang ada pada Lampiran 2| dengan di ketahui data OD untuk a” di dapat dari outside surface.
a” = 0,2618 A = a”. L. Nt
= 0.2618 ft2 . 31,5 ft . 3660 = 30182,922 ft2
Shell
Uds = Qs / (A . Δt LMTD)
= 98087672,87 Btu/hr / ( 30182,922 ft2 . 36,155 °F ) = 87,772 Btu / h ft2 °F
Tube
Udt = Qt / (A . Δt LMTD)
= 3908777,47 Btu/hr / ( 30181,922 ft2. 36,603 °F) = 3,582 Btu / h ft2 °F
n. Efisiensi
Untuk menghitung nilai efisiensi, Perhitungan menggunakan Persamaan 2.28.
=
Viscositas 0,019 centipoise Viscositas 17,54 centipoise a. Heat Duty
Untuk menghitung Heat Duty pada bagian Shell dan tube digunakan persamaan 2.1 – Persamaan 2.4.
Shell
ΔT = t2-t1
= 136,3.°F – 96.°F = 40,30.°F
Qs = W.C .ΔT
= 9.925.933 lb/hr . 0.242 Btu/Lb °F . 40,30.°F = 96603636,63 Btu/hr
Tube
ΔT = T1-T2
= 186,50 .°F - 124,42°F = 62,08.°F
Q t = W.C .ΔT
= 97056,88 lb/hr . 0,648 Btu/Lb °F . 62,08.°F = 3905342,05 Btu/hr
b. LMTD
Untuk mencari nilai LMTD menggunakan Persamaan 2.5 dan 2.6 ΔT1 = T1 – t2 = 50,200 °F ΔT2 = T2 – t1 = 28,424 °F Δtc = T2 – t1 = 28,424°F Δth = T1 – t2 = 50,200°F
LMTD =
= 38,285.°F LMTD correction
=
= 1,54 c. Temperature kalorik
Untuk perhitungan oAPI menggunakan Persamaan 2.7, dan peritungan Temperature Kalorik menggunakan persamaan 2.8 dan Persamaan 2.9
.°API = 141,5/ SG – 131,5 . = 141,5/ 1 – 131,5 = 10
Δt1 = T1 – t2 = 50,2 .°F Δt2 = T2 – t1= 28,424 .°F
Untuk mencari nilai Kc, menggunakan Figure.17 yang terdapat pada lampiran 2, diperoleh nilai KC = 0,13
Untuk mencari nilai Fc, menggunakan Figure.17 yang terdapat pada lampiran 2, diperoleh nilai Fc = 0,41
Shell
TC = T2 + Fc. (T1-T2)
= 124,42 °F + 0,41 . 62.08 °F
= 149,875 °F
Tube
tC = t1 + Fc. (t2-t1)
= 96 °F + 0,41 . 40,30 °F = 112,532 °F
d. Flow area
Untuk perhitungan Flow Area, menggunakan Persamaan 2.10 dan Persamaan 2.11
Shell
C’ = Pitch – OD = 2,362 – 1 = 1,362 inch
=
= 1,249 inch
Tube
Thicknes = 0,83 inch
a’t = 0,546 di dapat dari table 10 (kern), bisa dilihat pada lampiran 2.
at =
= 3.469 inch e. Kecepatan Massa fluida
Untuk menghitung nilai Kecepatan Massa Fluida, digunakan persamaan 2.12 dan Persamaan 2.13.
Shell
Gs =
= 7944782,70 lb/hr
Tube
Gt =
= 27975,32 lb/hr f. Reynold Number
Untuk memperoleh nilai Reynold Number, digunakan persamaan 2.14 dan Persamaan 2.15
Shell
Nilai OD diperoleh dari figure.28 yang bisa dilihat pada lampiran 2.
Dari Fig 28. OD = 0,083 ft Pitch = 1,25 inch De = 0,72 inch = 0,06 ft
= 0,019 centipoise = 0,046 lb/ft hr.
Res =
=
= 10385336,862 lb/ft hr .
Tube
Pada lampiran 2, dapat dilihat tabel 10 untuk mencari nilai ID, dan diperoleh nilai ID dari melihat OD = 1 inch dan thickness 0,083 inch
ID = 0,834 inch = 0,069 ft
= 17,54 centipoise = 42,43 lb/ft hr
=
= 45,494 lb/ft hr g. JH
Shell
Untuk mendapatkan nilai JH,dapat dilihat pada Figure 28 di lampiran 2 dan di dapatkan nilai JH = 1000
Tube
Untuk mendapatkan nilai JH,dapat dilihat pada Figure 24 di lampiran 2 dan di dapatkan nilai JH = 1,98
h. Koefisien Perpindahan Panas
Untuk mencari nilai Koefisiensi Perpindahan panas, digunakan Persamaan 16 – Persamaan 18.
Shell
Pada TC = 149,875 °F .°API = 10
Nilai C diperoleh dari tabel nilai C yang terdapat pada Lampiran 1, dan diperoleh nilai C = 0,242
Nilai K diperoleh dari Figure 1 yang terdapat di lampiran 2, dan diperoleh nilai K = 0,065
Nilai DE diperoleh dari Figure 28, dan diperoleh nilai DE = 0,06 ft.
= 1000 lb/ft hr . 0,414
= 37,344 Btu / h ft2 °F
Tube
Pada TC = 112,523 °F
Nilai C = 0,656 (Diperoleh dari tabel yang berada pada lampiran 1)
Nilai K diperoleh dari Figure 1 yang terdapat di lampiran 2, dan diperoleh nilai K = 0,066
Nilai ID diperoleh dari Tabel 10 yang bisa dilihat pada Lampiran 2, dan diperoleh nilai ID = 0,069 ft.
i. Tube Well Temperature
Untuk menghitung nilai Tube Well Temperature, digunakan Persamaan
Untuk menghitung nilai Viskositas Fluida, dapat menggunakan Persaman 2.20 dan 2.21.
= 1,130 lb/ft hr
Tube
µ = 42,43 lb/ft hr
µw = 72 di dapat dari perusahaan dapat dilihat pada Lampiran ke 3 өt = (µ/µw)0,14
= (42,43 lb/ft hr /0,72)0,14 = 1,769 lb/ft hr
k. Koefisien Panas Terkoreksi
Untuk menghitung nilai Koefisiensi Panas Terkoreksi, perhitungan menggunakan Persamaan 2.22 dan Persamaan 2.23.
Shell
l. Clean Overall Heat Transfer Coefficient
Untuk menghitung nilai Clean Overall Heat Transfer Coefficient, perhitungan menggunakan Persamaan 2.24.
Uc = (hio . ho ) / (hio + ho)
= (0,929. 42,190) / (0,929+ 42,190 ) = 0,909 Btu / h ft2 °F
m. Koefisien Design Overall
Untuk menghitung nilai dari Koefisiens Design Overall, Persamaan yang digunakan adalah Persamaan 2.25 – Persamaan 2.27, serta untuk mencari nilai a”, bisa dilihat pada Tabel 10 yang ada pada Lampiran 2| dengan di ketahui data OD untuk a” di dapat dari outside surface.
a” = 0,2618 A = a”. L. Nt
= 0.2618 ft2 . 31,5 ft . 3660 = 30182,922 ft2
Shell
Uds = Qs / (A . Δt LMTD)
= 96603646,63 Btu/hr / ( 30182,922 ft2 . 35,605 °F ) = 89,891 Btu / h ft2 °F
Tube
Udt = Qt / (A . Δt LMTD)
= 3905342,05 Btu/hr / ( 30181,922 ft2. 36,603 °F) = 3,634 Btu / h ft2 °F
n. Efisiensi
Untuk menghitung nilai efisiensi, Perhitungan menggunakan Persamaan 2.28.
=
Viscositas 0,019 centipoise Viscositas 17,54 centipoise a. Heat Duty
Untuk menghitung Heat Duty pada bagian Shell dan tube digunakan persamaan 2.1 – Persamaan 2.4.
Shell
ΔT = t2-t1
= 135,1.°F – 95,4.°F = 39,70.°F
Qs = W.C .ΔT
= 9.925.933 lb/hr . 0.242 Btu/Lb °F . 39,70.°F = 95283596,80 Btu/hr
Tube
ΔT = T1-T2
= 186,30 .°F - 124,21°F = 62,09.°F
Q t = W.C .ΔT
= 97908.19 lb/hr . 0,649 Btu/Lb °F . 62,09.°F = 3944740,65 Btu/hr
b. LMTD
Untuk mencari nilai LMTD menggunakan Persamaan 2.5 dan 2.6
Untuk mencari nilai LMTD menggunakan Persamaan 2.5 dan 2.6