LAMPIRAN
60˚C ; 8.5lpm 29˚C ; 1.5lpm 60˚C ; 8.5lpm 29˚C ; 3lpm 60˚C ; 8.5lpm 29˚C ; 5lpm
Th Thin Thout Tc Tcin Tcout Th Thin Thout Tc Tcin Tcout Th Thin Thout Tc Tcin Tcout
60 59.7 58.5 29 30.3 40.3 60 59.6 58.5 29 29.9 35.3 60 59.5 58.4 29 31.3 34.4
60 59.7 58.6 29 30.2 40.3 60 59.5 58.6 29 29.8 35.4 60 59.5 58.6 29 31.1 34.5
60 59.6 58.6 29 30.3 40.4 60 59.6 58.6 29 29.9 35.4 60 59.6 58.6 29 31.2 34.5
60 59.7 58.5 29 30.4 40.4 60 59.6 58.5 29 30.1 35.5 60 59.5 58.5 29 31.1 34.5
60 59.6 58.5 29 30.3 40.4 60 59.6 58.6 29 30.1 35.4 60 59.5 58.4 29 30.9 34.6
60 59.5 58.7 29 30.3 40.5 60 59.7 58.7 29 29.9 35.4 60 59.7 58.7 29 30.8 34.7
60 59.5 58.6 29 30.4 40.4 60 59.6 58.6 29 30.1 35.3 60 59.6 58.6 29 30.9 34.6
60 59.5 58.5 29 30.4 40.3 60 59.5 58.5 29 29.9 35.2 60 59.6 58.5 29 31.1 34.5
60 59.6 58.6 29 30.4 40.5 60 59.6 58.6 29 29.8 35.3 60 59.7 58.6 29 31.2 34.7
60 59.7 58.5 29 30.5 40.4 60 59.5 58.6 29 30 35.4 60 59.5 58.5 29 31 35.4
60 59.5 58.5 29 30.4 40.3 60 59.5 58.5 29 29.9 35.2 60 59.6 58.5 29 31.1 34.5
60 59.6 58.6 29 30.4 40.5 60 59.6 58.6 29 29.8 35.3 60 59.7 58.6 29 31.2 34.7
60 59.7 58.5 29 30.4 40.4 60 59.6 58.5 29 30.1 35.5 60 59.5 58.5 29 31.1 34.5
60 59.5 58.5 29 30.4 40.3 60 59.5 58.5 29 29.9 35.2 60 59.6 58.5 29 31.1 34.5
60 59.6 58.6 29 30.4 40.5 60 59.6 58.6 29 29.8 35.3 60 59.7 58.6 29 31.2 34.7
60 59.7 58.5 29 30.5 40.4 60 59.5 58.6 29 30 35.4 60 59.5 58.5 29 31 35.4
60 59.5 58.6 29 30.4 40.4 60 59.6 58.6 29 30.1 35.3 60 59.6 58.6 29 30.9 34.6
60 59.7 58.5 29 30.3 40.3 60 59.6 58.5 29 29.9 35.3 60 59.5 58.4 29 31.3 34.4
60 59.7 58.6 29 30.2 40.3 60 59.5 58.6 29 29.8 35.4 60 59.5 58.6 29 31.1 34.5
60 59.6 58.6 29 30.3 40.4 60 59.6 58.6 29 29.9 35.4 60 59.6 58.6 29 31.2 34.5
60 59.7 58.5 29 30.5 40.4 60 59.5 58.6 29 30 35.4 60 59.5 58.5 29 31 35.4
60 59.7 58.6 29 30.2 40.3 60 59.5 58.6 29 29.8 35.4 60 59.5 58.6 29 31.1 34.5
60 59.5 58.7 29 30.3 40.5 60 59.7 58.7 29 29.9 35.4 60 59.7 58.7 29 30.8 34.7
60 59.7 58.5 29 30.3 40.3 60 59.6 58.5 29 29.9 35.3 60 59.5 58.4 29 31.3 34.4
60 59.7 58.6 29 30.2 40.3 60 59.5 58.6 29 29.8 35.4 60 59.5 58.6 29 31.1 34.5
60 59.5 58.6 29 30.4 40.4 60 59.6 58.6 29 30.1 35.3 60 59.6 58.6 29 30.9 34.6
60 59.5 58.5 29 30.4 40.3 60 59.5 58.5 29 29.9 35.2 60 59.6 58.5 29 31.1 34.5
60 59.6 58.6 29 30.4 40.5 60 59.6 58.6 29 29.8 35.3 60 59.7 58.6 29 31.2 34.7
60 59.7 58.5 29 30.5 40.4 60 59.5 58.6 29 30 35.4 60 59.5 58.5 29 31 35.4
60 59.7 58.5 29 30.3 40.3 60 59.6 58.5 29 29.9 35.3 60 59.5 58.4 29 31.3 34.4
60 59.7 58.6 29 30.2 40.3 60 59.5 58.6 29 29.8 35.4 60 59.5 58.6 29 31.1 34.5
60 59.6 58.6 29 30.3 40.4 60 59.6 58.6 29 29.9 35.4 60 59.6 58.6 29 31.2 34.5
60 59.7 58.5 29 30.4 40.4 60 59.6 58.5 29 30.1 35.5 60 59.5 58.5 29 31.1 34.5
60 59.6 58.5 29 30.3 40.4 60 59.6 58.6 29 30.1 35.4 60 59.5 58.4 29 30.9 34.6
60 59.5 58.7 29 30.3 40.5 60 59.7 58.7 29 29.9 35.4 60 59.7 58.7 29 30.8 34.7
60 59.5 58.6 29 30.4 40.4 60 59.6 58.6 29 30.1 35.3 60 59.6 58.6 29 30.9 34.6
60 59.6 58.5 29 30.3 40.4 60 59.6 58.6 29 30.1 35.4 60 59.5 58.4 29 30.9 34.6
60 59.6 58.6 29 30.3 40.4 60 59.6 58.6 29 29.9 35.4 60 59.6 58.6 29 31.2 34.5
60 59.7 58.5 29 30.4 40.4 60 59.6 58.5 29 30.1 35.5 60 59.5 58.5 29 31.1 34.5
60 59.6 58.5 29 30.3 40.4 60 59.6 58.6 29 30.1 35.4 60 59.5 58.4 29 30.9 34.6
60 59.5 58.7 29 30.3 40.5 60 59.7 58.7 29 29.9 35.4 60 59.7 58.7 29 30.8 34.7
60 59.6 58.6 29 30.3 40.4 60 59.6 58.6 29 29.9 35.4 60 59.6 58.6 29 31.2 34.5
60 59.7 58.5 29 30.4 40.4 60 59.6 58.5 29 30.1 35.5 60 59.5 58.5 29 31.1 34.5
60 59.6 58.5 29 30.3 40.4 60 59.6 58.6 29 30.1 35.4 60 59.5 58.4 29 30.9 34.6
60 59.5 58.7 29 30.3 40.5 60 59.7 58.7 29 29.9 35.4 60 59.7 58.7 29 30.8 34.7
60 59.5 58.6 29 30.4 40.4 60 59.6 58.6 29 30.1 35.3 60 59.6 58.6 29 30.9 34.6
60 59.5 58.7 29 30.3 40.5 60 59.7 58.7 29 29.9 35.4 60 59.7 58.7 29 30.8 34.7
60 59.5 58.6 29 30.4 40.4 60 59.6 58.6 29 30.1 35.3 60 59.6 58.6 29 30.9 34.6
60 59.7 58.5 29 30.5 40.4 60 59.5 58.6 29 30 35.4 60 59.5 58.5 29 31 35.4
60 59.7 58.6 29 30.2 40.3 60 59.5 58.6 29 29.8 35.4 60 59.5 58.6 29 31.1 34.5
60 59.6 58.6 29 30.3 40.4 60 59.6 58.6 29 29.9 35.4 60 59.6 58.6 29 31.2 34.5
60 59.7 58.5 29 30.4 40.4 60 59.6 58.5 29 30.1 35.5 60 59.5 58.5 29 31.1 34.5
60 59.5 58.5 29 30.4 40.3 60 59.5 58.5 29 29.9 35.2 60 59.6 58.5 29 31.1 34.5
60 59.6 58.6 29 30.4 40.5 60 59.6 58.6 29 29.8 35.3 60 59.7 58.6 29 31.2 34.7
60 59.7 58.5 29 30.5 40.4 60 59.5 58.6 29 30 35.4 60 59.5 58.5 29 31 35.4
60 59.5 58.5 29 30.4 40.3 60 59.5 58.5 29 29.9 35.2 60 59.6 58.5 29 31.1 34.5
60 59.6 58.6 29 30.4 40.5 60 59.6 58.6 29 29.8 35.3 60 59.7 58.6 29 31.2 34.7
60 59.7 58.5 29 30.3 40.3 60 59.6 58.5 29 29.9 35.3 60 59.5 58.4 29 31.3 34.4
50˚C ; 8.5lpm 29˚C ; 1.5lpm 50˚C ; 8.5lpm 29˚C ; 3lpm 50˚C ; 8.5lpm 29˚C ; 5lpm
Th Thin Thout Tc Tcin Tcout Th Thin Thout Tc Tcin Tcout Th Thin Thout Tc Tcin Tcout
50 49.5 49.1 29 29.9 36.7 50 49.5 48.9 29 29.9 33.7 50 49.5 49.2 29 28.9 31.5
50 49.5 49 29 30 36.7 50 49.4 48.9 29 29.8 33.8 50 49.6 49 29 28.9 31.3
50 49.5 49 29 29.9 36.8 50 49.5 48.8 29 30.2 33.7 50 49.5 49.1 29 28.8 31.4
50 49.4 48.8 29 29.9 36.9 50 49.4 48.8 29 30.1 33.6 50 49.7 49.2 29 28.7 31.3
50 49.5 48.9 29 29.8 36.8 50 49.3 48.9 29 30.1 33.8 50 49.6 49.1 29 28.8 31.5
50 49.3 48.8 29 30 36.8 50 49.3 48.8 29 29.9 33.7 50 49.5 49 29 28.6 31.4
50 49.4 48.8 29 30.1 36.9 50 49.4 48.7 29 30.1 33.7 50 49.5 49.1 29 28.8 31.5
50 49.5 48.9 29 30 37 50 49.3 48.8 29 29.9 33.8 50 49.7 49.1 29 28.7 31.3
50 49.3 48.7 29 29.9 36.9 50 49.4 48.7 29 29.7 33.6 50 49.6 49 29 28.5 31.4
50 49.5 49.1 29 29.9 36.7 50 49.5 48.9 29 29.9 33.7 50 49.5 49.2 29 28.9 31.5
50 49.5 49 29 30 36.7 50 49.4 48.9 29 29.8 33.8 50 49.6 49 29 28.9 31.3
50 49.3 48.7 29 29.9 36.9 50 49.4 48.7 29 29.7 33.6 50 49.6 49 29 28.5 31.4
50 49.4 48.7 29 30 36.9 50 49.4 48.8 29 30 33.7 50 49.5 49 29 28.6 31.5
50 49.5 49 29 29.9 36.8 50 49.5 48.8 29 30.2 33.7 50 49.5 49.1 29 28.8 31.4
50 49.4 48.8 29 29.9 36.9 50 49.4 48.8 29 30.1 33.6 50 49.7 49.2 29 28.7 31.3
50 49.5 48.9 29 29.8 36.8 50 49.3 48.9 29 30.1 33.8 50 49.6 49.1 29 28.8 31.5
50 49.3 48.8 29 30 36.8 50 49.3 48.8 29 29.9 33.7 50 49.5 49 29 28.6 31.4
50 49.5 49 29 29.9 36.8 50 49.5 48.8 29 30.2 33.7 50 49.5 49.1 29 28.8 31.4
50 49.4 48.8 29 29.9 36.9 50 49.4 48.8 29 30.1 33.6 50 49.7 49.2 29 28.7 31.3
50 49.5 48.9 29 29.8 36.8 50 49.3 48.9 29 30.1 33.8 50 49.6 49.1 29 28.8 31.5
50 49.5 49 29 30 36.7 50 49.4 48.9 29 29.8 33.8 50 49.6 49 29 28.9 31.3
50 49.5 49.1 29 29.9 36.7 50 49.5 48.9 29 29.9 33.7 50 49.5 49.2 29 28.9 31.5
50 49.3 48.8 29 30 36.8 50 49.3 48.8 29 29.9 33.7 50 49.5 49 29 28.6 31.4
50 49.4 48.8 29 30.1 36.9 50 49.4 48.7 29 30.1 33.7 50 49.5 49.1 29 28.8 31.5
50 49.5 48.9 29 30 37 50 49.3 48.8 29 29.9 33.8 50 49.7 49.1 29 28.7 31.3
50 49.4 48.8 29 30.1 36.9 50 49.4 48.7 29 30.1 33.7 50 49.5 49.1 29 28.8 31.5
50 49.5 48.9 29 30 37 50 49.3 48.8 29 29.9 33.8 50 49.7 49.1 29 28.7 31.3
50 49.5 48.9 29 29.8 36.8 50 49.3 48.9 29 30.1 33.8 50 49.6 49.1 29 28.8 31.5
50 49.3 48.8 29 30 36.8 50 49.3 48.8 29 29.9 33.7 50 49.5 49 29 28.6 31.4
50 49.4 48.8 29 30.1 36.9 50 49.4 48.7 29 30.1 33.7 50 49.5 49.1 29 28.8 31.5
50 49.5 49 29 30 36.7 50 49.4 48.9 29 29.8 33.8 50 49.6 49 29 28.9 31.3
50 49.5 49 29 29.9 36.8 50 49.5 48.8 29 30.2 33.7 50 49.5 49.1 29 28.8 31.4
50 49.4 48.8 29 29.9 36.9 50 49.4 48.8 29 30.1 33.6 50 49.7 49.2 29 28.7 31.3
50 49.3 48.7 29 29.9 36.9 50 49.4 48.7 29 29.7 33.6 50 49.6 49 29 28.5 31.4
50 49.5 49.1 29 29.9 36.7 50 49.5 48.9 29 29.9 33.7 50 49.5 49.2 29 28.9 31.5
50 49.5 48.9 29 30 37 50 49.3 48.8 29 29.9 33.8 50 49.7 49.1 29 28.7 31.3
50 49.3 48.7 29 29.9 36.9 50 49.4 48.7 29 29.7 33.6 50 49.6 49 29 28.5 31.4
50 49.4 48.7 29 30 36.9 50 49.4 48.8 29 30 33.7 50 49.5 49 29 28.6 31.5
50 49.5 49.1 29 29.9 36.7 50 49.5 48.9 29 29.9 33.7 50 49.5 49.2 29 28.9 31.5
50 49.5 49 29 30 36.7 50 49.4 48.9 29 29.8 33.8 50 49.6 49 29 28.9 31.3
50 49.4 48.7 29 30 36.9 50 49.4 48.8 29 30 33.7 50 49.5 49 29 28.6 31.5
50 49.5 49.1 29 29.9 36.7 50 49.5 48.9 29 29.9 33.7 50 49.5 49.2 29 28.9 31.5
50 49.5 49 29 30 36.7 50 49.4 48.9 29 29.8 33.8 50 49.6 49 29 28.9 31.3
50 49.3 48.8 29 30 36.8 50 49.3 48.8 29 29.9 33.7 50 49.5 49 29 28.6 31.4
50 49.5 48.9 29 29.8 36.8 50 49.3 48.9 29 30.1 33.8 50 49.6 49.1 29 28.8 31.5
50 49.3 48.8 29 30 36.8 50 49.3 48.8 29 29.9 33.7 50 49.5 49 29 28.6 31.4
50 49.3 48.7 29 29.9 36.9 50 49.4 48.7 29 29.7 33.6 50 49.6 49 29 28.5 31.4
50 49.3 48.7 29 29.9 36.9 50 49.4 48.7 29 29.7 33.6 50 49.6 49 29 28.5 31.4
50 49.4 48.7 29 30 36.9 50 49.4 48.8 29 30 33.7 50 49.5 49 29 28.6 31.5
50 49.4 48.8 29 30.1 36.9 50 49.4 48.7 29 30.1 33.7 50 49.5 49.1 29 28.8 31.5
50 49.4 48.8 29 29.9 36.9 50 49.4 48.8 29 30.1 33.6 50 49.7 49.2 29 28.7 31.3
50 49.4 48.8 29 30.1 36.9 50 49.4 48.7 29 30.1 33.7 50 49.5 49.1 29 28.8 31.5
50 49.5 48.9 29 30 37 50 49.3 48.8 29 29.9 33.8 50 49.7 49.1 29 28.7 31.3
50 49.5 48.9 29 30 37 50 49.3 48.8 29 29.9 33.8 50 49.7 49.1 29 28.7 31.3
50 49.5 49 29 29.9 36.8 50 49.5 48.8 29 30.2 33.7 50 49.5 49.1 29 28.8 31.4
50 49.4 48.8 29 29.9 36.9 50 49.4 48.8 29 30.1 33.6 50 49.7 49.2 29 28.7 31.3
50 49.5 48.9 29 29.8 36.8 50 49.3 48.9 29 30.1 33.8 50 49.6 49.1 29 28.8 31.5
40˚C ; 8.5lpm 29˚C ; 1.5lpm 40˚C ; 8.5lpm 29˚C ; 3lpm 40˚C ; 8.5lpm 29˚C ; 5lpm
Th Thin Thout Tc Tcin Tcout Th Thin Thout Tc Tcin Tcout Th Thin Thout Tc Tcin Tcout
40 39.8 39.2 28 28.3 31.7 40 39.6 39.2 28 28.3 30.7 40 39.7 39.1 29 28.3 29.7
40 39.7 39.2 28 28.2 31.6 40 39.8 39.1 28 28.4 30.7 40 39.8 39 29 28.1 29.8
40 39.7 39.2 28 28.3 31.7 40 39.7 39.1 28 28.3 30.7 40 39.7 39.1 29 28.3 29.8
40 39.6 39.1 28 28.2 31.6 40 39.6 39.1 28 28.3 30.8 40 39.6 39.1 29 28.2 29.8
40 39.7 39.1 28 28.1 31.6 40 39.7 39.1 28 28.4 30.7 40 39.8 38.9 29 28.1 29.7
40 39.7 39.2 28 28.2 31.6 40 39.6 39.2 28 28.5 30.7 40 39.6 39 29 28.2 29.6
40 39.7 39.3 28 28.1 31.7 40 39.7 39.2 28 28.3 30.8 40 39.7 39 29 28.1 29.7
40 39.6 39.2 28 28.2 31.8 40 39.6 39.2 28 28.4 30.7 40 39.7 39.1 29 28.2 29.9
40 39.6 39.1 28 28.2 31.7 40 39.6 39.2 28 28.3 30.6 40 39.6 38.9 29 28.3 29.8
40 39.7 39.2 28 28.3 31.6 40 39.7 39.2 28 28.3 30.7 40 39.7 39.1 29 28.3 29.6
40 39.7 39.3 28 28.1 31.7 40 39.7 39.2 28 28.3 30.8 40 39.7 39 29 28.1 29.7
40 39.6 39.2 28 28.2 31.8 40 39.6 39.2 28 28.4 30.7 40 39.7 39.1 29 28.2 29.9
40 39.7 39.2 28 28.2 31.6 40 39.6 39.2 28 28.5 30.7 40 39.6 39 29 28.2 29.6
40 39.6 39.1 28 28.2 31.6 40 39.6 39.1 28 28.3 30.8 40 39.6 39.1 29 28.2 29.8
40 39.7 39.1 28 28.1 31.6 40 39.7 39.1 28 28.4 30.7 40 39.8 38.9 29 28.1 29.7
40 39.7 39.2 28 28.3 31.6 40 39.7 39.2 28 28.3 30.7 40 39.7 39.1 29 28.3 29.6
40 39.8 39.2 28 28.3 31.7 40 39.6 39.2 28 28.3 30.7 40 39.7 39.1 29 28.3 29.7
40 39.7 39.2 28 28.2 31.6 40 39.8 39.1 28 28.4 30.7 40 39.8 39 29 28.1 29.8
40 39.7 39.2 28 28.3 31.7 40 39.7 39.1 28 28.3 30.7 40 39.7 39.1 29 28.3 29.8
40 39.8 39.2 28 28.3 31.7 40 39.6 39.2 28 28.3 30.7 40 39.7 39.1 29 28.3 29.7
40 39.7 39.2 28 28.2 31.6 40 39.8 39.1 28 28.4 30.7 40 39.8 39 29 28.1 29.8
40 39.7 39.2 28 28.3 31.7 40 39.7 39.1 28 28.3 30.7 40 39.7 39.1 29 28.3 29.8
40 39.7 39.2 28 28.3 31.6 40 39.7 39.2 28 28.3 30.7 40 39.7 39.1 29 28.3 29.6
40 39.7 39.1 28 28.1 31.6 40 39.7 39.1 28 28.4 30.7 40 39.8 38.9 29 28.1 29.7
40 39.7 39.2 28 28.2 31.6 40 39.6 39.2 28 28.5 30.7 40 39.6 39 29 28.2 29.6
40 39.7 39.3 28 28.1 31.7 40 39.7 39.2 28 28.3 30.8 40 39.7 39 29 28.1 29.7
40 39.7 39.2 28 28.2 31.6 40 39.6 39.2 28 28.5 30.7 40 39.6 39 29 28.2 29.6
40 39.7 39.3 28 28.1 31.7 40 39.7 39.2 28 28.3 30.8 40 39.7 39 29 28.1 29.7
40 39.6 39.2 28 28.2 31.8 40 39.6 39.2 28 28.4 30.7 40 39.7 39.1 29 28.2 29.9
40 39.8 39.2 28 28.3 31.7 40 39.6 39.2 28 28.3 30.7 40 39.7 39.1 29 28.3 29.7
40 39.7 39.2 28 28.2 31.6 40 39.8 39.1 28 28.4 30.7 40 39.8 39 29 28.1 29.8
40 39.7 39.2 28 28.3 31.7 40 39.7 39.1 28 28.3 30.7 40 39.7 39.1 29 28.3 29.8
40 39.6 39.2 28 28.2 31.8 40 39.6 39.2 28 28.4 30.7 40 39.7 39.1 29 28.2 29.9
40 39.6 39.1 28 28.2 31.7 40 39.6 39.2 28 28.3 30.6 40 39.6 38.9 29 28.3 29.8
40 39.7 39.2 28 28.3 31.7 40 39.7 39.1 28 28.3 30.7 40 39.7 39.1 29 28.3 29.8
40 39.6 39.1 28 28.2 31.6 40 39.6 39.1 28 28.3 30.8 40 39.6 39.1 29 28.2 29.8
40 39.7 39.1 28 28.1 31.6 40 39.7 39.1 28 28.4 30.7 40 39.8 38.9 29 28.1 29.7
40 39.6 39.1 28 28.2 31.7 40 39.6 39.2 28 28.3 30.6 40 39.6 38.9 29 28.3 29.8
40 39.7 39.2 28 28.3 31.6 40 39.7 39.2 28 28.3 30.7 40 39.7 39.1 29 28.3 29.6
40 39.8 39.2 28 28.3 31.7 40 39.6 39.2 28 28.3 30.7 40 39.7 39.1 29 28.3 29.7
40 39.7 39.2 28 28.2 31.6 40 39.8 39.1 28 28.4 30.7 40 39.8 39 29 28.1 29.8
40 39.7 39.2 28 28.3 31.6 40 39.7 39.2 28 28.3 30.7 40 39.7 39.1 29 28.3 29.6
40 39.8 39.2 28 28.3 31.7 40 39.6 39.2 28 28.3 30.7 40 39.7 39.1 29 28.3 29.7
40 39.7 39.2 28 28.2 31.6 40 39.8 39.1 28 28.4 30.7 40 39.8 39 29 28.1 29.8
40 39.7 39.2 28 28.3 31.7 40 39.7 39.1 28 28.3 30.7 40 39.7 39.1 29 28.3 29.8
40 39.7 39.3 28 28.1 31.7 40 39.7 39.2 28 28.3 30.8 40 39.7 39 29 28.1 29.7
40 39.6 39.2 28 28.2 31.8 40 39.6 39.2 28 28.4 30.7 40 39.7 39.1 29 28.2 29.9
40 39.6 39.1 28 28.2 31.7 40 39.6 39.2 28 28.3 30.6 40 39.6 38.9 29 28.3 29.8
40 39.7 39.1 28 28.1 31.6 40 39.7 39.1 28 28.4 30.7 40 39.8 38.9 29 28.1 29.7
40 39.7 39.2 28 28.2 31.6 40 39.6 39.2 28 28.5 30.7 40 39.6 39 29 28.2 29.6
40 39.6 39.2 28 28.2 31.8 40 39.6 39.2 28 28.4 30.7 40 39.7 39.1 29 28.2 29.9
40 39.6 39.1 28 28.2 31.6 40 39.6 39.1 28 28.3 30.8 40 39.6 39.1 29 28.2 29.8
40 39.7 39.3 28 28.1 31.7 40 39.7 39.2 28 28.3 30.8 40 39.7 39 29 28.1 29.7
40 39.6 39.1 28 28.2 31.7 40 39.6 39.2 28 28.3 30.6 40 39.6 38.9 29 28.3 29.8
40 39.7 39.2 28 28.3 31.6 40 39.7 39.2 28 28.3 30.7 40 39.7 39.1 29 28.3 29.6
40 39.7 39.1 28 28.1 31.6 40 39.7 39.1 28 28.4 30.7 40 39.8 38.9 29 28.1 29.7
40 39.7 39.2 28 28.2 31.6 40 39.6 39.2 28 28.5 30.7 40 39.6 39 29 28.2 29.6
DAFTAR PUSTAKA
[1] Abprogetti (2015). Heat Exchanger. From
http://www.abprogetti.com/heat-exchangers.html, 20 Desember 2015. [2] Ambarita, Himsar (2011). Perpindahan Panas Konveksi & Pengantar Alat
Penukar Kalor. Medan
[3] Byo (2013). Double-Pipe Heat Exchanger. From
http://byo.com/bock/item/2849-double-pipe-wort-chiller-projects
[4]
Heat Transfer in Agitated Jacketed Vessels, 'Robert Dream', Chemical Engineering, January 1999[5] Incropera, Frank P., David P. Dewitt. 1985. Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Second Edition. John Wiley & Sons Inc. : New York
[6] Johnson (2013).Water-Cooled Chiller. From
http://www.johnsoncontrols.sg/content/sg/en/products/building_efficiency/ integrated_hvac_systems/chiller_systems/hvac_chillers/water-cooled.html, 20 Desember 2015.
[7]
Kister, Henry Z. (1992). Distillation Design (1st ed.). McGraw-Hill. ISBN 0-07-034909-6.[8] Muchlis (2013).Alat Penukar Kalor. From
http://muchlis88.blogspot.com/2011/01/8-alat-penukar-kalor.html, 20 Desember 2015.
[9] Sindia (2012).Water Heat Exchanger. From
http://www.coolersindia.co/Water-heat-exchanger.html, 20 Desember 2015..
[10] Surya (2014). Heat Exchanger (ALCO and BOS-HATTAN). From
ht
tp://suryamanikam.com/products/peerless-mfg-co/heat-exchangers-alco-and-bos-hatten/, 20 Desember 2015.
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 3.1.1 Tempat Penelitian
Penelitian mengenai analisis pengaruh variasi kapasitas aliran fluida panas dan dingin dengan temperatur masuk fluida panas yang juga divariasikan dan dengan arah aliran yang berlawanan akan dilakukan di Laboratorium Instalasi Uap, Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3.1.2 Waktu Penelitian
Waktu penelitian dikerjakan selama 3 hari yaitu pada tanggal 7 Desember s/d tanggal 10 Desember 2015.
3.2 Metode Penelitian
Penelitian ini dikerjakan dengan metode eksperimen dan merupakan penelitian kuantitatif yaitu memaparkan secara jelas hasil eksperimen di laboratorium terhadap variabel yang sebelumnya telah ditentukan. Kemudian data yang diperoleh dari hasil eksperimen akan disajikan dalam bentuk grafik hubungan antara variabel bebas dan terikat. Setelah didapatkan data eksperimen kemudian dilakukan perhitungan secara teori.
Metode eksperimen menurut Suharsimi Arikunto (1996) adalah suatu cara mencari hubungan sebab akibat (hubungan kausial) antara dua faktor yang sengaja ditimbulkan oleh peneliti dengan menyisihkan faktor-faktor yang lain yang bisa mengganggu penelitian. Penelitian ini dikerjakan untuk mengetahui pengaruh variasi kapasitas aliran dengan suhu yang konstan terhadap efektivitas alat penukar kalor shell & tube.
3.3 Populasi dan Sampel
3.3.1 Populasi Penelitian
Populasi adalah keseluruhan objek penelitian (Suharsimi Arikunto, 1996:115). Populasi dalam penelitian ini adalah laju aliran massa yang bervariasi terhadap temperatur masuk fluida panas yang konstan.
3.3.2 Sampel Penelitian
Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah kapasitas aliran fluida panas alat penukar kalor tabung sepusat masuk yaitu 510 l/j dengan temperatur masuk fluida panas yaitu sebesar 40oC, 50oC, dan 60oC. Selanjutnya untuk laju aliran fluida dingin divariasikan menjadi tiga yaitu 108 l/j, 180 l/j, dan 300 l/j.
Tabel 3.1 Variasi Parameter Sampel Penelitian 1 108 2 180 3 300 4 108 5 180 6 300 7 108 8 180 9 300 510 510 510 kondisi kapasitas fluida suhu masuk fluida panas kapasitas fluida 40 50 60 29 29 suhu masuk fluida dingin 29
3.3.3 Teknik Sampling
Tujuan digunakannya teknik sampling adalah menentukan seberapa banyak sampel yang akan diambil. Teknik sampling yang akan digunakan untuk mengumpulkan data dari berbagai sumber data adalah purposive sampling. Yaitu teknik pengambilan data dimana apa dan dan siapa yang harus memberikan data ditentukan secara subjektif sesuai dengan kebutuhan yang telah ditentukan guna tercapai tujuan yang telah ditentukan. Karena data yang dikumpulkan dari pihak yang terkait langsung dengan permasalahan yang diteliti.
3.4 Teknik Pengumpulan Data
Pengumpulan data yang akan dikerjakan adalah pengumpulan data primer serta data sekunder. Dalam hal ini data sekunder berfungsi sebagai data pendukung sebagai referensi penelitian. Didalam pengumpulan data ada beberapa variabel. Variabel itu sendiri adalah objek penelitian (Suharsimi Arikunto, 1993 : 91). Adapun variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
1) Variabel Bebas
Variabel bebas merupakan himpunan sejumlah gejala yang memiliki aspek atau unsur, yang berfungsi mempengaruhi atau menentukan munculnya variabel lain yang disebut dengan variabel terikat. Variabel bebas menentukan perubahan yang akan terjadi terhadap variabel terikat. Dengan kata lain jika variabel bebas berubah maka akan terjadi perubahan pula terhadap variabel terikat. Adapun yang menjadi variabel bebas pada penelitian ini adalah kapasitas aliran fluida panas dan suhu masukan fluida panas yang dibuat konstan. Kapasitas aliran yang akan digunakan pada penelitian ini adalah 510 l/j. Kapasitas aliran tersebut akan diuji masing-masing pada temperatur masuk fluida panas 40oC, 50oC, dan 60oC. Pada fluida dingin suhu yang digunakan adalah suhu kamar dengan kapasitas aliran 108 l/j, 180 l/j, dan 300 l/j, pemilihan kapasitas aliran tersebut untuk mendapatkan aliran laminar, transisi dan turbulen.
2) Variabel Terikat
3) Variabel Kontrol
Variabel kontrol adalah himpunan sejumlah gejala yang memiliki berbagai aspek atau unsur di dalamnya, yang berfungsi untuk mengendalikanagar variabel terikat yang muncul bukan karena variabel lain, tetapi benar-benar karena variabel bebas yang telah ditentukan. Pengendalian variabel ini digunakan agar tidak ada hal variabel yang mempengaruhi variabel terikat dalam hal ini efektifitas alat penukar kalor shell & tube selain dari variasi kapasitas aliran serta temperatur suhu masukan.
Pengendalian ini akan menghasilkan variabel terikat yang benar-benar diinginkan karena sebelumnya telah dikontrol setiap variabel lain tidak ada yang mempengaruhi selain dari variabel bebas yang telah ditentukan.
Variabel kontrol dalam penelitian ini adalah : 1. Alat pengujian.
2. Isolasi pada alat penukar kalor. 3. Alat ukur yang digunakan. 3.5 Instrumen Penelitian
Instrumen penelitian yang digunakan untuk melaksanakan penelitian ini meliputi :
3.5.1 Bahan Penelitian
Bahan penelitian yang digunakan di dalam penelitan ini adalah air sebagai fluida panas dan dingin.
3.5.2 Alat Penelitian
Gambar 3.1 alat penukar kalor shell & tube
Alat uji diatas merupakan alat penukar kalor tabung sepusat yang digunakan di laboratorium operasi teknik kimia di PTKI. Adapun bagian-bagian dari alat tersebut adalah sebagai berikut :
1) Alat Ukur
Pada alat penukar kalor ini terdapat beberapa alat ukur yaitu alat ukur suhu, kapasitas aliran serta pengatur berapa suhu masukan fluida panas yang akan dimasukan.
Adapun penjelasan dari alat-alat ukur tersebut adalah sebagai berikut :
1. Alat Pengukur Suhu
Gambar 3.2 Termometer digital 2. Alat Ukur Kapasitas Aliran (Flowmeter)
Alat ukur ini bertujuan mengetahui berapa kapasitas aliran yang terjadi pada masing-masing pipa yaitu pada pipa yang mengalirkan fluida panas dan pipa yang mengalirkan fluida dingin. Adapun gambar dari alat ukur tersebut adalah sebagai berikut.
Gambar 3.3 alat ukur kapasitas aliran fluida 3. Water heater
Gambar 3.4 Water Heater
4. Alat pengatur suhu (Termostat)
Alat ini berfungsi untuk mengatur berapa panas yang akan diberikan kepada air yang akan digunakan sebagai fluida pemanas di dalam penelitian ini. Berikut ini adalah gambar alat pengatur suhu yang akan digunakan.
Gambar 3.5 Alat pengatur suhu fluida panas 2) Pompa
Gambar 3.6 Pompa fluida panas 3) Tabung Shell & Tube
Pada tabung ini terjadi perpindahan kalor dari fluida panas ke fluida dingin begitu juga sebaliknya tergantung tujuang dari penggunaannya apakah untuk pendinginan atau pemanasan. Berikut adalah gambar dari tabung Shell & Tube yang akan digunakan pada penelitian ini.
Gambar 3.7 Tabung Shell & Tube Spesifikasi :
Diameter laluan pipa dalam : 12 mm Panjang laluan pipa dalam : 2.7 m Diameter tabung luar : 70 mm
Bahan pipa dalam : Tembaga
3.5.3 Skema Uji Penelitian
Berikut ini adalah skema uji penelitian yang dilakukan yang terdapat pada gambar 3.8
Tangki Panas Tangki Dingin
FI FI
Tangki Panas
Pompa Aquarium Centrifugal
Stop Kran
Flowmeter Alat Penukar Kalor Shell and Tube
Fluida Panas Fluida Dingin
Fluida Panas
Pompa Aquarium Centrifugal
Fluida Dingin Stop Kran
Pompa Aquarium Centrifugal Flowmeter
Stop Kran
Gambar 3.8 Skema Uji Penelitian
3.5.4 Diagram Alir Proses Penelitian
STUDI LITERATUR
PERHITUNGAN DIMENSI ALAT PENUKAR KALOR
PERAKITAN ALAT PENUKAR KALOR
PERHITUNGAN EFEKTIFITAS ALAT PENUKAR KALOR
Variasi : Temperatur masuk fluida panas 40°C, 50°C, 60°C diambil untuk kapasitas aliran air panas 510 l/j pada kapasitas aliran air dingin 108 l/ jam, 180 l/jam, 300 l/j l/ jam
UJI COBA MULAI
SELESAI
PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA
3.5.5 Prosedur Percobaan
Proses pengujian terdiri dari beberapa langkah-langkah yaitu sebagai berikut :
1. Memasukkan fluida ke dalam tangki persedian . 2. Masukkan fluida (air) ke dalam tangki air panas dan
tangki air dingin, kedua tangki tersebut diisi sampai melimpah.
3. Jalankan pompa sirkulasi air panas dan sirkulasi air panas.
4. Keluarkan (vent) semua udara dari jalur pipa. 5. Periksa alat pemanas listrik dengan saklar pada on. 6. Atur katup sesuai dengan kapasitas aliran yaitu 510
l/j. Atur thermostat sebesar 40oC untuk menentukan suhu fluida panas.
7. Catat data suhu keluaran jalur pipa dingin yang dapat dilihat pada instrument alat ukur suhu. 8. Ulangi kembali untuk suhu masukan fluida panas
BAB IV
ANALISA DATA
Metode analisa data yang diterapkan adalah dengan cara membandingkan data yang diambil dari lapangan yang meliputi temperatur air panas keluar (Th,o) dan temperatur air dingin keluar (Tc,o) terhadap hasil perhitungan secara teori dengan metode NTU. Perhitungan dengan metode NTU karena telah diketahui masing - masing suhu masuk dan suhu keluar dari fluida panas dan fluida dingin.
Untuk perhitungan secara teori dengan metode NTU, proses perhitungannya ditampilkan berikut ini untuk kondisi satu titik. Hasil perhitungan secara menyeluruh akan ditampilkan dalam bentuk tabel. Temperatur fluida panas masuk (Th,i) 40 °C dan temperatur fluida dingin masuk (Tc,i) sebesar suhu kamar pada debit masuk fluida panas 510l/jam dan debit masuk fluida dingin 108l/jam. Fluida yang dianalisis sebagai fluida panas dan fluida dingin adalah air.
Pada APK terdapat 1 cangkang dan 2 laluan pipa dalam. Diameter pipa cangkang dan pipa dalam APK adalah 70mm dan 12mm. Panjang dari pipa cangkang adalah 1.35m sedangkan panjang laluan pipa dalam adalah 2.7m
Gambar 4.1 Dimensi APK shell & tube
Bentuk perhitungan menggunakan metode iterasi secara teoritis sebagai berikut :
Iterasi 1 Misalkan :
cp= 4178.793 J/kg K Pr = 4.334267
μ = 6.548674 x 10-4 N.s/m2 k = 0.6312957 W/m.K
Tc = 35°C , maka: ρ = 995.9913 kg/m3 cp = 4178.366 J/kg K
Pr = 5.523588
μ = 8.144064 x 10-4 N.s/m2 k = 0.6164308 W/m.K
Menghitung aliran pada laluan pipa bagian dalam: Q =1.41667 x 10-4 m3/s
Q = A.V
1.41667 x 10-4 = /4 (0,012)2V V = 1.25324369 m/s Re = ρ V D
μ =
992.2433(1.25324369) (0,012) 6.548674 ×10−4
= 22786.70743(turbulen)
ṁh = ρ Q = 992.2433 (1.41667 x 10-4) =0.140567801 kg/s
f = (0,790 ln Re – 1,64)-2
= (0,790 ln (22786.70743) – 1,64)-2 = 0.025301122
Nu = (f/8) (Re – 1000) Pr 1 + 12,7 (f/8)0,5 (Pr2/3 – 1)
= 136.7171195 hi = k Nu
D =
(0.6312957 ) 136.7171195 0,012
= 7192.410807 W/m2 °C
Menghitung aliran pada pipa cangkang (luar) Q = 3 x 10-5 m3/s
Q = A.V
3 x 10-5 = /4 (0,0662- 0,0132) V V = 0.008077903 m/s
Re = ρ V D
μ
=
995.9913(0.008077903) (66 .10-3) 8.144064.10-4
= 563.1030408 (laminar)
ṁc = ρ Q = 995.9913 (3 x 10-5) = 0.029879739 kg/s
f = 64 ��
= 64
563.1030408
= 0.088396241
Nu = (f/8) (Re – 1000) Pr 1 + 12,7 (f/8)0,5 (Pr2/3 – 1)
= (0.088396241/8) (563.1030408 – 1000) 5.523588 1 + 12,7 (0.088396241/8)0,5 (5.5235882/3 – 1) = 5.75893051
ho =
k Nu
D =
(0.6164308 ) 5.75893051 66 .10-3
Ai = Di L = 3,14 (0,012) (2.7) = 0.101736 m2 Ao = Do L = 3,14 (0,066) (1.35) = 0.055107 m2 kpipa = 410 W/m.K (Pipa tembaga)
U= 1 ℎ�
+
1 ℎ�+
� � = 162.2803884
+
1
7192.410807
+
0.001
410 = 61.73581996
Ch= ṁh cp,h= 0.140567801 (4178.793) = 587.4037421 W/K
Cc= ṁc cp,c= 0.029879739 (4178.366) = 124.8484855 W/K - (Cmin)
Cmin
Cmax = Cc
Ch
= C = 124.8484855
587.4037421 = 0.212542884
NTU = U A Cmin
= 61.73581996 (0.055107)
124.8484855 =0.027249636
NTU1 =
��� � =
0.027249636
2 = 0.013624818
ε
=2
�
1 +
�
+ (1 +
�
2)
0.5 1+����−���1(1+� 2)0.5�1−���[−���1(1+�2)0.5]
�
−1
=
2
�
1 +
0.212542884+
(1 +
0.2125428842)
0.5 1+����−0.013624818(1+0.212542884 2)0.5�1−���[−0.013624818(1+0.2125428842)0.5]
�
−1=0.91851539
ε = (Tc,i – Tc,o) (Th,i – Tc,i)
0.91851539 = (29 – Tc,o)
(40 – 29)
Ch(Th,i – Th,o)= Cc (Tc,o – Tc,i)
587.4037421 (40 – Th,o) = 124.8484855 (31.14746301 – 29) Th,o = 37.85253699°C
Th =
40+37.85253699
2 = 38.92626849°C
Tc = 29+31.14746301
2 = 30.07373151°C
Iterasi 2 Misalkan :
Th= 38.92626849°C , maka: ρ = 988.9501 kg/m3
cp= 4178.628 J/kg K
Pr = 4.431762
μ = 6.681681 x 10-4 N.s/m2 k = 0.6299166 W/m.K
Tc = 30.07373151°C , maka: ρ = 995.672 kg/m3
cp = 4178.254 J/kg K
Pr = 5.385707
μ = 7.961949 x 10-4 N.s/m2 k = 0.6179522 W/m.K
Menghitung aliran pada laluan pipa bagian dalam: Q =1.41667 x 10-4 m3/s
Q = A.V
Re = ρ V D
μ =
988.9501 (1.25324369) (0,012) 6.681681 ×10−4
= 26190.69623 (turbulen)
ṁh = ρ Q = 988.9501 (1.41667 x 10-4) = 0.140101264 kg/s
f = (0,790 ln Re – 1,64)-2
= (0,790 ln (26190.69623) – 1,64)-2 = 0.024438525
Nu = (f/8) (Re – 1000) Pr 1 + 12,7 (f/8)0,5 (Pr2/3 – 1)
= (0.024438525/8) (26190.69623– 1000) 4.431762 1 + 12,7 (0.024438525/8)0,5 ( 4.4317622/3 – 1) = 144.0663888
hi =
k Nu
D =
(0.6299166 ) 144.0663888 0,012
= 7695.213716 W/m2 °C
Menghitung aliran pada pipa cangkang (luar) Q = 3 x 10-5 m3/s
Q = A.V
3 x 10-5 = /4 (0,0662- 0,0132) V V = 0.008077903 m/s
Re = ρ V D
μ
=
995.672 (0.008077903) (66.10-3) 7.961949 .10-4
= 587.6812389 (laminar)
f = 64 ��
= 64
587.6812389
= 0.086648565
Nu = (f/8) (Re – 1000) Pr 1 + 12,7 (f/8)0,5 (Pr2/3 – 1)
= (0.086648565/8) (587.6812389 – 1000) 5.385707 1 + 12,7 (0.086648565/8)0,5 (5.3857072/3 – 1) = 5.751017422
ho =
k Nu
D =
(0.6179522 ) 5.751017422 66 .10-3
= 62.48966743 W/m2 °C
Ai = Di L = 3,14 (0,012) (2.7) = 0.101736 m2 Ao = Do L = 3,14 (0,066) (1.35) = 0.055107 m2 kpipa = 410 W/m.K (Pipa tembaga)
U= 1 ℎ�
+
1 ℎ�+
� � = 162.48966743
+
1
7695.213716
+
0.001
410 = 61.97632376
Ch= ṁh cp,h= 0.140101264 (4178.628) = 585.7020211 W/K
Cc= ṁc cp,c= 0.029860968 (4178.254) = 124.7647083 W/K - (Cmin)
Cmin
Cmax = Cc
Ch
= C = 124.7647083
585.7020211 = 0.213017377
NTU = U A Cmin
= 61.97632376 (0.055107)
NTU1 =
��� � =
0.027374161
2 = 0.013687081
ε
=2
�
1 +
�
+ (1 +
�
2)
0.5 1+����−���1(1+� 2)0.5�1−���[−���1(1+�2)0.5]
�
−1
l,
=
2
�
1 + 0.213017377 +
(1 + 0.213017377)
0.5 1+����−0.013687081(1+0.2130173772)0 .5�1−���[−0.013687081(1+0.2130173772)0.5]
�
−1
= 0.9654313
ε = (Tc,i – Tc,o) (Th,i – Tc,i)
0.9654313= (29 – Tc,o)
(40 – 29)
Tc,o= 31.26219008°C
Ch(Th,i – Th,o)= Cc (Tc,o – Tc,i)
585.7020211 (40 – Th,o) = 124.7647083 (31.26219008– 29) Th,o = 37.73780992 °C
T
h=
40+37.73780992
2 = 38.86890496 °C
Tc = 29+31.26219008
2 = 30.13109504 °C
Karena Thdan Tcyang dihitung telah mendekati Thdan Tc yang dimisalkan, maka iterasi dihentikan.
Dari perhitungan diperoleh : Th,o= 37.73780992 °C Tc,o = 31.26219008 °C
Tabel 4.1 Efektifitas APK Secara Teori (Metode NTU)
Kapasitas aliran air
panas (l/jam)
Kapasitas aliran air
dingin (l/jam)
Th,i(°C) Tc,i(°C) Th,o(°C) Tc,o(°C) ε(%)
510 108
40 29 37.7378 31.2621 96.54313 50 29 45.6812 33.3187 96.54315 60 29 53.6030 35.3969 96.56460
510 180
40 29 36.5911 32.4088 87.58169 50 29 43.4904 35.5095 87.38394 60 29 50.3670 38.6329 87.35387
510 300
40 29 35.0891 33.9108 75.74132 50 29 40.6099 38.3901 75.70823 60 29 46.1145 42.8854 75.66885
Dari perhitungan teori dengan metode NTU diperoleh efektifitas APK minimum adalah 75.70823% pada temperatur fluida panas masuk (Th,i) 50 °C dan temperatur fluida dingin masuk (Tc,i) 29 °C pada debit masuk fluida panas 510 l/jam dan debit masuk fluida dingin 300 l/jam. Sedangkan efektifitas APK maksimum adalah 96.56460 % pada temperatur fluida panas masuk (Th,i) 60°C dan temperatur fluida dingin masuk (Tc,i) 29 °C pada debit masuk fluida panas 510 l/jam dan debit masuk fluida dingin 108 l/jam.
Gambar 4.2 Grafik efektifitas teori aliran fluida panas pada suhu 40°C kapasitas aliran fluida dingin 108 l/j ,180 l/j dan 300 l/j
Gambar 4.4 Grafik efektifitas teori aliran fluida panas pada suhu 60°C kapasitas aliran fluida dingin 108 l/j ,180 l/j dan 300 l/j
Pada grafik diatas, didapatkan bahwa seiring bertambahnya kapasitas aliran fluida maka efektifitas yang didapatkan juga semakin menurun. ε tertinggi didapatkan pada kapasitas aliran fluida panas sebesar 108 l/j dengan suhu fluida panas 60°C.
Tabel 4.2 Efektifitas APK di Lapangan
Kapasitas aliran air
panas (l/jam)
Kapasitas aliran air
dingin (l/jam)
Th,i(°C) Tc,i(°C) Th,o(°C) Tc,o(°C) ε(%)
510 108
39.6 28.2 39.2 36.9 30.1901 49.4 29.9 48.9 32,8 35.4040 59.6 30.4 58.6 40.4 34.3070
510 180
39.7 28.4 39.2 30.7 20.8199 49.4 29.9 48.8 33.7 19.2596 59.6 29.9 58.6 35.4 18.2013
510 300
[image:31.595.114.512.482.700.2]debit masuk fluida dingin 300 l/jam. Sedangkan efektifitas APK maksimum adalah 35.4 % pada temperatur fluida panas masuk (Th,i) 49.4 °C dan temperatur fluida dingin masuk (Tc,i) 30.4 °C pada debit masuk fluida panas 510 l/jam dan debit masuk fluida dingin 108 l/jam.
Dari perhitungan secara menyeluruh yang telah ditampilkan diatas dapat dilihat bahwa perhitungan efektifitas APK secara teori metode NTU lebih tinggi
[image:32.595.100.533.258.467.2]dibandingkan dengan perhitungan efektifitas APK pada lapangan
Gambar 4.5 Grafik perbandingan efektifitas lapangan aliran fluida panas variasi 3 suhu pada kapasitas aliran fluida dingin 108 l/j, 180 l/j dan 300l/j.
Gambar 4.6 Grafik perbandingan efektifitas secara teori dan lapangan pada suhu 40°C
Gambar 4.8 Grafik perbandingan efektifitas secara teori dan lapangan pada suhu 60°C
Dari ketiga grafik dapat dilihat bahwa efektifitas yang didapatkan secara teori jauh lebih tinggi dibandingkan efektifitas yang didapatkan pada lapangan dikarenakan isolasi pada tabung apk yang masih kurang sempurna sehingga masih bisa terjadi heat loss pada apk tersebut. Adapun penyebab lain yaitu panas pada tabung apk dapat berpindah pada pipa masukan dari fluida dingin, hal tersebut menyebabkan pencatatan data yang kurang akurat sehingga menyebabkan nilai efektifitas yang kurang bagus apabila dibandingkan dengan nilai efektifitas secara
teori (metode NTU)
°C dan temperatur fluida dingin masuk (Tc,i) 32 °C pada debit masuk fluida panas 510 l/jam dan debit masuk fluida dingin 180 l/jam. Dari hasil yang di peroleh apabila dibandingkan, nilai efektifitas terdapat perbedaan yang cukup signifikan, hal tersebut dikarenakan pada tabung dalam yang digunakan adalah pipa tembaga yang memiliki nilai konduktivitas, yaitu 410 W/mK dimana nilai tersebut adalah cukup tinggi dibandingkan dengan nilai konduktivtas pipa aluminium yaitu 205
Qair panas
(l/jam)
Qair dingin
(l/jam) Th,i(°C) Tc,i(°C)
Hasil Perhitungan metode NTU Hasil Perhitungan di Lapangan
Th,o(°C) Tc,o(°C) ε(%) Th,o(°C) Tc,o(°C) ε(%)
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Pada penelitian kali ini didapatkan beberapa kesimpulan yaitu sebagai berikut:
1. Pada perhitungan data secara teoritis didapatkan efektifitas terbesar pada temperatur fluida panas masuk (Th,i) 60 °C dan temperatur fluida dingin masuk (Tc,i) 29 °C pada debit masuk fluida panas 510 l/jam dan debit masuk fluida dingin 108 l/jam sebesar 96.56460 %.
2. Sedangkan pada eksperimen didapatkan efektifitas terbesar pada temperatur fluida panas masuk (Th,i) 50 °C dan temperatur fluida dingin masuk (Tc,i) 29 °C pada debit masuk fluida panas 510 l/jam dan debit masuk fluida dingin 180 l/jam yaitu sebesar 35.4040 %.
konduktivitas sebesar 385 W/mK sedangkan pada APK tabung sepusat, material yang digunakan adalah aluminium dengan nilai konduktivitas sebesar 205 W/mK.
5.2 Saran
1. Untuk meningkatkan efektifitas APK perlu dilakukan perubahan pada tabung APK dengan menambah baffle di dalam tabung APK.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori Dasar Perpindahan Panas
Perpindahan kalor dapat didefinisikan sebagai suatu proses berpindahnya suatu energi (kalor) dari satu daerah ke daerah lain akibat adanya perbedaan suhu pada daerah tersebut. Macam-macam proses perpindahan kalor, yaitu :
1. Perpindahan kalor secara konduksi.
Perpindahan kalor secara konduksi adalah proses perpindahan kalor dimana kalor mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu rendah dalam suatu medium (padat, cair atau gas) atau antara medium-medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsung.
2. Perpindahan kalor secara konveksi.
Perpindahan kalor secara konveksi adalah proses tansport energi dengan kerja gabungan dari konduksi kalor, penyimpanan energi dan gerakan mencampur. Konveksi sangat penting sebagai mekanisme perpindahan energi antara permukaan benda padat dan cair atau gas. Perpindahan kalor secara konveksi dari suatu permukaan yang suhunya di atas suhu fluida disekitarnya berlangsung dalam beberapa tahap. Pertama, kalor akan mengalir dengan cara konduksi dari permukaan ke partikel partikel fluida yang berbatasan. Energi yang berpindah dengan cara demikian akan menaikkan suhu dan energi dalam partikel-partikel fluida tersebut. Kedua, partikel-partikel tersebut akan bergerak ke daerah suhu yang lebih rendah dimana partikel tersebut akan bercampur dengan
partikel-partikel fluida lainnya.
kedua fluida terletak pada alat penukar kalor yang bergantung pada perbedaan temperatur pada suatu titik, yang bervariasi sepanjang alat penukar kalor. Pada saat menganalisis alat penukar kalor, biasanya bekerja dengan menggunakan logarithmic mean temperature difference LMTD, yang sebanding dengan perbedaan temperatur rata-rata diantara kedua fluida sepanjang alat penukar kalor. Ketika dua temperatur tidak diketahui maka dapat dianalisisdengan metode keefektifitasan-NTU.
2.2 Pengertian Alat Penukar Kalor
Secara umum,alat penukar kalor adalah alat yang memindahkan panas diantara dua fluida yang memiliki temperatur yang berbeda tanpa mencampurkan kedua fluida tersebut dengan menggunakan suatu medium pembatas. Alat penukar kalor biasanya digunakan didalam aplikasi yang luas, seperti dalam kasus pemanasan, teknik pendingin dan sistem pengkondisian udara, proses-proses kimia, dan proses pembangkitan tenaga. Alat penukar kalor berbeda dengan ruangan pencampuran yakni alat penukar kalor tidak memperbolehkan kedua fluida bercampur. Adapun pembagian alat penukar kalor berdasarkan fungsinya yakni :
a. Kondensor, alat penukar kalor ini digunakan untuk mendinginkan uap atau campuran uap, sehingga berubah fasa menjadi cairan. Media pendingin yang dipakai biasanya air atau udara. Uap atau campuran uap akan melepaskan panas atent kepada pendingin, misalnya pada pembangkit listrik tenaga uap yang mempergunakan condensing turbin, maka uap bekas dari turbin akan dimasukkan ke dalam kondensor, lalu diembunkan menjadi kondensat.
Gambar 2.1 :Water – Cooled Chiller [6]
c. Cooler, alat penukar kalor ini digunakan untuk mendinginkan cairan atau gas dengan mempergunakan air sebagai media pendingin. Disini tidak terjadi perubahan fasa, dengan perkembangan teknologi dewasa ini maka pendingin coler mempergunakan media pendingin berupa udara dengan bantuan fan (kipas).
d. Evaporator, alat penukar kalor ini digunakan untuk penguapan cairan menjadi uap. Dimana pada alat ini menjadi proses evaporasi (penguapan) suatu zat dari fasa cair menjadi uap. Yang dimanfaatkan alat ini adalah panas latent dan zat yang digunakan adalah air atau refrigeran cair.
Gambar 2.2 :Thermosiphon Reboiler [7]
f. Heat Exchanger, alat penukar kalor ini bertujuan untuk memanfaatkan panas suatu aliran fluida yang lain. Maka akan terjadi dua fungsi sekaligus, yaitu:
1. Memanaskan fluida
2. Mendinginkan fluida yang panas
Suhu yang masuk dan keluar kedua jenis fluida diatur sesuai dengan kebutuhannya. Pada gambar diperlihatkan sebuah heat exchanger, dimana fluida yang berada didalam tube adalah air, disebelah luar dari tube fluida yang mengalir adalah gas buangan yang semuanya berada didalam shell.
[image:42.595.204.421.560.728.2]2.3 Klasifikasi Alat Penukar Kalor
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 a. Dua jenis fluida
b. Tiga jenis fluida
c. N – Jenis fluida (N lebih dari tiga)
3. Klasifikasi berdasarkan kompaknya permukaan
a. Tipe penukar kalor yang kompak, Density luas permukaan > 700 m b. Tipe penukar kalor yang tidak kompak, Density luas permukaan < 700 m 4. Klasifikasi berdasarkan mekanisme perpindahan panas
a. Dengan cara konveksi, satu fase pada kedua sisi alirannya
b. Dengan cara konveksi pada satu sisi aliran dan pada sisi yang lainnya terdapat cara konveksi 2 aliran
c. Dengan cara konveksi pada kedua sisi alirannya serta terdapat 2 passaliran masingmasing
d. 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)
b. Konstruksi tipe pelat 1. Tipe pelat 2. Tipe lamella 3. Tipe spiral 4. Tipe pelat koil
c. Konstruksi dengan luas permukaan diperluas (extended surface) 1.Sirip pelat (plate fin)
2. Sirip tube (tube fin) 3.Heat pipe wall
4.Ordinary separating wall d. Regenerative
1. Tipe rotary
2. Tipe disk (piringan) 3 Tipe drum
4. Tipe matrik tetap
6. Klasifikasi berdasarkan pengaturan aliran a. Aliran dengan satu pass
1. Aliran Berlawanan 2.Aliran Paralel 3.Aliran Melintang 4.Aliran Split
5.Aliran yang dibagi (divided) b. Aliran multipass
a. Permukaan yang diperbesar (extended surface) 1.Alirancounter menyilang
2.Aliran paralel menyilang 3.Alirancompound
b. Multipass plat
dikeluarkan oleh Asosiasi pembuat Heat Exchanger yang dikenal dengan Tubular Exchanger Manufacture’s Association (TEMA). Standarisasi tersebut bertujuan untuk melindungi para pemakai dari bahaya kerusakan atau kegagalan alat, karena alat ini beroperasi pada temperatur dan tekanan yang tinggi.
Didalam standar mekanik TEMA, terdapat dua macam kelas heat Exchanger, yaitu :
1. Kelas R, yaitu untuk peralatan yang bekerja dengan kondisi berat, misalnya untuk industri minyak dan kimia berat.
2. Kelas C, yaitu yang dibuat untuk general purpose, dengan didasarkan pada segi ekonomis dan ukuran kecil, digunakan untuk proses-proses umum industri.
Berikut ini akan dijelaskan beberapa alat penukar kalor yang umum digunakan dalam dunia industri :
1. Concentric Tube Heat Exchanger (Double Pipe)
[image:45.595.184.441.544.625.2]Double pipe heat exchanger atau consentric tube heat exchanger yang ditunjukkan pada gambar 1 di mana suatu aliran fluida dalam pipa seperti pada gambar 1 mengalir dari titik A ke titik B, dengan space berbentuk U yang mengalir di dalam pipa. Cairan yang mengalir dapat berupa aliran cocurrent atau countercurrent. Alat pemanas ini dapat dibuat dari pipa yang panjang dan dihubungkan satu sama lain hingga membentuk U. Double pipe heat exchangermerupakan alat yang cocok dikondisikan untuk aliran dengan laju aliran yang kecil.
Gambar 2.5 :Hairpin heat exchanger [10]
Exchanger ini menyediakan true counter current flow dan cocok untuk extreme temperature crossing, tekanan tinggi dan rendah untuk kebutuhan surface area yang moderat (range surface area: 1 – 6000 ft2). Hairpin heat exchanger tersedia dalam :
- Single tube (double pipe) atau berbagai tabung dalam suatu hairpin shell (multitube),
- Bare tubes, finned tube, U-Tubes, - Straight tubes,
- Fixed tube sheets
Double pipe heat exchanger sangatlah berguna karena ini bisa digunakan dan dipasang pada pipe-fitting dari bagian standar dan menghasilkan luas permukaan panas yang besar.Ukuran standar dari tees dan return head diberikan pada tabel berikut :
Tabel 2.1 :Double Pipe Exchanger fittings Outer Pipe, IPS Inner Pipe, IPS 3
2½ 3 4
1¼ 1¼ 2 3
[image:46.595.210.413.525.640.2]Susunan dari concentric tube ditunjukan pada gambar di bawah ini. Aliran dalam type heat exchanger dapat bersifat cocurrent atau counter current dimana aliran fluida panas ada padainner pipe dan fluida dingin pada annulus pipe.
Gambar 2.6 : Double pipe heat exchanger aliran cocurrent dan counter current [11]
[image:47.595.166.463.147.389.2]Pada susunan cocurrent maka fluida di dalam tube sebelah dalam (inner tubes) maupun yang di luar tube (dalam annulus), artinya satu lintasan tanpa cabang. Sedangkan pada aliran countercurrent, di dalam tube sebelah dalam dan fluida di dalam annulus masing-masing mempunyai cabang seperti terlihat pada gambar 2.6 dan gambar 2.7.
Gambar 2.8 :Double-pipe heat exchangers in series–parallel [3]
Keuntungan dan kerugian penggunaan double pipe heat exchanger: a) Keuntungan
1. Penggunaan longitudinal tinned tubesakan mengakibatkan suatu heat exchanger untuk shell sides fluids yang mempunyai suatu low heat transfer coefficient.
2. Counter current flow mengakibatkan penurunan kebutuhan surface area permukaan untuk service yang mempunyai suatu temperature cross.
3. Potensi kebutuhan untuk ekspansi joint adalah dihapuskan dalam kaitan dengan konstruksi pipa-U.
4. Konstruksi sederhana dalam penggantian tabung dan pembersihan.
b) Kerugian
1. Bagian hairpin adalah desain khusus yang mana secara normal tidak dibangun untuk 14ndustry standar dimanapun selain ASME code.
2. Bagian multiple hairpin tidaklah selisih secara ekonomis bersaing dengan single shell dan tube heat exchanger.
2. Shell And Tube Heat Exchanger
[image:49.595.134.497.245.397.2]Shell and tube heat exchanger biasanya digunakan dalam kondisi tekanan relatif tinggi, yang terdiri dari sebuah selongsong yang di dalamnya disusun suatu annulus dengan rangkaian tertentu (untuk mendapatkan luas permukaan yang optimal). Fluida mengalir di selongsong maupun di annulus sehingga terjadi perpindahan panas antara fluida dengan dinding annulus misalnya triangular pitch(Pola segitiga) dan square pitch(Pola segiempat).
Gambar 2.9 :Bentuk susunan tabung [5]
Keuntungan square pitch adalah bagian dalam tube-nya mudah dibersihkan dan pressure drop-nya rendah ketika mengalir di dalamnya (fluida)
[image:49.595.182.446.538.676.2]Keuntungan dari shell and tube:
1. Konfigurasi yang dibuat akan memberikan luas permukaan yang besar dengan bentuk atau volume yang kecil.
2. Mempunyai lay-out mekanik yang baik, bentuknya cukup baik untuk operasi bertekanan.
3. Menggunakan teknik fabrikasi yang sudah mapan (well-astablished). 4. Dapat dibuat dengan berbagai jenis material, dimana dapat dipilih jenis
material yang digunakan sesuai dengan temperatur dan tekanan operasi. 5. Mudah membersihkannya.
6. Prosedur perencanaannya sudah mapan (well-astablished). 7. Konstruksinya sederhana, pemakaian ruangan relatif kecil.
8. Pengoperasiannya tidak berbelit-belit, sangat mudah dimengerti (diketahui oleh para operator yang berlatar belakang pendidikan rendah).
9. Konstruksinya dapat dipisah-pisah satu sama lain, tidak merupakan satu kesatuan yang utuh, sehingga pengangkutannya relatif gampang
Kerugian penggunaan shell and tube heat exchanger adalah semakin besar jumlah lewatan maka semakin banyak panas yang diserap tetapi semakin sulit perawatannya
3. Plate Type Heat Exchanger
Gambar 2.11 :Plate type heat exchanger dengan aliran countercurrent [12]
4. Jacketed Vessel With Coil and Stirrer
Unit ini terdiri dari bejana berselubung dengan coil dan pengaduk, tangki air panas, instrumen untuk pengukuran flowrate dan temperatur. Fluida dingin dalam vessel dipanaskan dengan mengaliri selubung atau koil dengan fluida panas. Pengaduk dan baffle disediakan untuk proses pencampuran isi vessel. Volume isi tangki dapat divariasikan dengan pengaturan tinggi pipa overflow. Temperatur diukur pada inlet dan outlet fluida panas, vessel inlet dan isi vessel
[image:51.595.201.429.477.633.2]2.4 Jenis-Jenis Perpindahan Panas 2.4.1 Konduksi
Terdapat sebuah batang silinder dengan material tertentu diisolasi pada sisi terluarnya dan pada kedua ujung permukaannya memiliki suhu yang berbeda yakni T1>T2 . Perbedaan temperatur tersebut menyebabkan perpindahan panas secara konduksi pada arah x positif. Dapat diukur laju perpindahan panas qx, dan dapat ditentukan qx bergantung pada
variabel-variabel berikut : ΔT,yakni perbedaan temperatur ; Δx, yakni panjang batang ; dan A, yakni luas penampang tegak lurus bidang.
Jika ΔT dan Δx adalah konstan dan hanya memvariasikan A, maka dapat dilihat bahwa qx berbanding lurus dengan A.Dengan cara yang sama, jika ΔT dan A adalah konstan, dapat dilihat bahwa qx berbanding terbalik dengan Δx. Apabila A dan Δx konstan, maka dapat dilihat bahwa qx berbanding lurus
dengan ΔT. Sehingga dapat disimpulkan bahwa qx ∞ A
Δ�
[image:52.595.224.402.473.569.2]Δx
(2.1) Berikut ini adalah gambar perpindahan panas secara konduksi melalui sebuah percobaan.
Gambar 2.13 : Perpindahan Panas secara Konduksi [5]
qx = kA Δ�
Δx
(2.2)
k, adalah konduktivitas thermal (W/m.K), yang adalah merupakan sifat
material yang penting. Dengan menggunakan limit Δx 0 didapatkan persamaan untuk laju perpindahan panas,
qx = kA ��
dx
(2.3)
atau persamaan flux panas menjadi,
��"= qAx = - k ��dx
(2.4)
2.4.2 Konveksi
Ada beberapa mekanisme perpindahan panas yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. Konduksi dan konveksi adalah membutuhkan media perantara dalam proses perpindahan panasnya. Berbeda dengan konduksi, pada konveksi membutuhkan gerakan fluida untuk dapat memindahkan panas.
[image:53.595.249.378.593.714.2]Penelitian menunjukkan bahwa perpindahan panas konveksi sangat bergantung pada sifat-sifat fluida seperti viskositas dinamis μ, konduktivitas termal k, massa jenis ρ, dan spesifik panas Cp, dan dipengaruhi oleh kecepatan fluida Ѵ , bentuk dan kekasaran permukaan, dan tipe aliran. Sehingga dapat disimpulkan bahwa perpindahan panas secara konveksi adalah kompleks karena bergantung pada banyak variabel. Oleh karena itu, konveksi adalah mekanisme perpindahan panas yang paling kompleks.
Meskipun konveksi adalah kompleks, setelah diamati bahwa laju perpindahan panas secara konveksi berbanding lururs dengan perbedaan temperatur dan dapat ditulis dengan Hukum Newton tentang pendinginan.
Qkonveksi = hAs (Ts - T∞) (2.5) h merupakan koefisien perpindahan panas konduksi, As merupakan area permukaan perpindahan panas, Ts merupakan temperatur permukaan benda, T∞ merupakan temperatur lingkungan sekitar benda.
2.4.3 Radiasi
Radiasi berbeda dengan mekanisme perpindahan panas secara konduksi dan secara konveksi. Perpindahan panas secara radiasi tidak membutuhkan kehadiran suatu material sebagai media perpindahan panas. Faktanya, energi yang ditransfer dengan radiasi adalah yang tercepat (secepat kecepatan cahaya) dan dapat terjadi pada ruangan vakum. Perpindahan panas secara konduksi dan konveksi terjadi dari temperatur yang tinggi ke temperatur yang lebih rendah. Pada radiasi, perpindahan panas dapat terjadi pada 2 benda yang memiliki temperatur yang tinggi dan dipisahkan oleh benda yang memiliki temperatur yang lebih rendah.
Gambar 2.15 : Blackbody disebut sebagai pemancar dengan arah yang bebas [11] Energi radisi yang dipancarkan oleh sebuah blackbody tiap satuan waktu dan tiap satuan luasan area ditetapkan secara eksperimental oleh Joseph Stefan pada tahun 1879 dan dapat dituliskan
Eb (T) = σT 4 (w/m2) (2.6) σ = 5,67 x 10-8 W/m2.K4 adalah konstanta Stefan-Boltzmann dan T adalah temperatur absolut dari suatu permukaan (K). Persamaan ini diverifikasi secara teori pada tahun 1884 oleh Ludwig Boltzman. Eb merupakan kekuatan emisifitas blackbody.
2.5 Koefisien Perpindahan Panas Menyeluruh
Gambar 2.16 : Jaringan tahanan panas yang dihungkan dengan alat penukar kalor tabung sepusat [11]
Huruf kecil i dan o adalah permukaan dalam dan permukaan luar tabung. Untuk alat penukar kalor tabung sepusat, Ai = DiL dan Ao = DoL, sehingga tahanan termal dinding tabung adalah
Rdinding = ln(Do/Di)
2kL
(
2.7)Gambar 2.17 : Dua luasan area alat penukar kalor untuk dinding tabung yang tipis Di ≈Do dan Ai ≈Ao [11]
k adalah konduktivitas termal dinding dan L adalah panjang tabung. Sehingga tahanan termal total menjadi
R = Rtotal = Ri + Rdinding + Ro = 1
hi Ai
+ ln(Do/Di)
2kL +
1
ho Ao
[image:56.595.235.388.412.585.2]Dalam menganalisis alat penukar kalor, sangat diperlukan untuk menggabungkan semua tahanan panas yang terjadi pada fluida panas sampai fluida dingin menjadi sebuah tahanan panas R, dan laju perpindahan panas diantara kedua fluida adalah
Q = ΔT
R= UA ΔT = UiAiΔT = UoAo ΔT (2.9) U adalah koefisien perpindahan panas menyeluruh (W/m2°C).
Rumus diatas menjadi : 1
UAs = 1
Ui Ai = 1
Uo Ao
= R = 1
hi Ai
+Rdinding + 1
ho Ao
(2.10) Sebagai catatan bahwa UiAi = UoAo tetapi Ui ≠ Uo kecuali Ai = Ao
2.6 Faktor Kerak ( Fouling Factor )
Penumpukan kotoran pada permukaan alat penukar kalor biasanya mengakibatkan performansi alat penukar kalor semakin menurun seirinng dengan bertambahnya waktu pemakaian sebagai akibat terjadinya. Lapisan kotoran tersebut menimbulkan hambatan tambahan pada proses perpindahan panas dan mengakibatkan penurunan laju perpindahan panas pada alat penukar kalor. Penumpukan kotoran pada alat penukar kalor disebut faktor kotoran Rfyang menjadi ukuran dalam tahanan termal.
Faktor kotoran adalah nol untuk alat penukar kalor yang baru dan meningkat dengan meningkatnya lama pemakaian sehingga kotoran menempel pada permukaan alat penukar kalor. Faktor kotoran bergantung pada temperatur operasi dan kecepatan fluida, dan sebanding dengan panjang alat penukar kalor. Kotoran akan meningkat dengan meningkatnya temperatur dan menurunnya kecepatan.
1
UAs
=
1Ui Ai
=
1Uo Ao
=
R = 1 hi Ai+Rf,i Ai
+ln(Do/Di)
2kL + Rf,o Ao
+ 1 ho Ao
(2.11)
Ai = DiL dan Ao= DoL adalah luas area permukaan dalam dan luar alat penukar kalor.
[image:58.595.224.399.240.554.2]Rf,i dan Rf,o adalah faktor kotoran permukaan dalam dan luar alat penukar kalor.
Tabel 2.3 : Faktor kotoran untuk berbagai fluida [11] Fluid Rr, m
2
, oC/W
Distiled water, sea
water, river water,
boiler feedwater:
Below 50oC
Above 50oC
0,0001
0,0002
Fuel oil 0,0009
Steam (oil free) 0,0001
Refrigerants
(liquid) 0,0002
Refrigerants
(vapor) 0,0004
Alcohol vapors 0,0001
Air 0,0004
2.7 Metode LMTD
Evaluasi performansi thermal sebuah alat penukar kalor pada keadaan tunak (steady)
a) Persamaan perpindahan panas lokal melalui elemen ds dari sebuah apk. Jika Th dan Tc adalah suhu kedua fluida yang berada di elemen da dari
dq = U dA ( Th - Tc) (2.12)
Dimana :
dq = Laju perpindahan panas kedua fluida (W)
U = Koefisien perpindahan panas menyeluruh (W/m2°C) dA = luas penampang tabung (m2)
[image:59.595.221.409.301.422.2]Th = Suhu fluida panas (°C) Tc = Suhu fluida dingin (°C)
Gambar 2.18 distribusi suhu APK aliran sejajar
2.7.1 Metode LMTD Pada Aliran Paralel (Sejajar)
Metode ini dipakai dengan arah fluida panas dan fluida dingin pada arah yang sama. Artinya perpindahan panas antara kedua fluida di dalam APK sama besarnya baik ditinjau dari fluida panas atau pun dari fluida dingin. Sehingga didapatkan rumus dan dapat dituliskan sebagai berikut
dq = ṁh Cph (-dTh) = ṁc Cpc (dtc) (2.13)
dimana : ṁh = laju aliran massa fluida panas (kg/s)
Dari persamaan diatas dapat dilihat bahwa dTh< 0 dan dTc> 0 dan
dituliskan sebagai berikut : dTh = - ṁ�q
ℎ��ℎ ; dTc =
�q
ṁ���� (2.14)
Kemudian persamaan diatas diturunkan, sehingga didapatkan : dTh – dTc = d (Th – Tc) = -ṁ�q
ℎ��ℎ -
�q
ṁ���� (2.15)
dimana diketahui bahwa :
�q ṁℎ��ℎ =
1
ṁℎ��ℎ dan
�q ṁ���� =
1
ṁ���� (2.16)
Lalu disubstitusikan persamaan 2.17 ke 2.16, maka akan didapatkan persamaan :
d (Th – Tc) = -dq�ṁ 1 ℎ��ℎ +
1
ṁ����� (2.17)
Kemudian mensubstitusikan persamaan 2.13 ke 2.18, maka didapat: d (Th – Tc) = -U dA ( Th - Tc) �ṁ 1
ℎ��ℎ +
1
ṁ����� (2.18)
setelah itu, persamaan 2.19 disederhanakan menjadi berikut:
d (Th – Tc)
( Th−Tc) = - U dA� 1 ṁℎ��ℎ +
1
ṁ����� (2.19)
Dengan mengintegralkan persamaan 2.20 dan menganggap bahwa U dan � 1
ṁℎ��ℎ +
1
ṁ����� adalah konstan dan batas integral ditunjukan pada gambar
distribusi suhu maka didapatkan:
∫ �d (Th – Tc) ( Th−Tc)� �ℎ���� �ℎ���� = −� � 1 ṁℎ��ℎ + 1 ṁ����� ∫ �� � 0 (2.20)
Maka hasil dari integral persamaan 2.21 didapat: ln (Tho – Tco) – ln (Thi – Tci) = - U A�ṁ 1
ℎ��ℎ +
1
ln�Tho – Tco
Thi – Tci� = - U A� 1 ṁℎ��ℎ +
1
ṁ����� (2.22)
Berdasarkan neraca entalpi bahwa laju pindahan panas q :
Q = ṁh Cph (Thi – Tho) = ṁc Cpc (Tco – Tci) (2.23) ṁhCph = Q
�ℎ�−�ℎ� ; ṁcCpc =
Q
���−��� (2.24)
dengan mensubstitusikan persamaan 2.25 ke 2.23 maka didapatkan
ln�Tho – Tco
Thi – Tci� = - U A� �ℎ�−�ℎ�
Q + ���−���
Q � (2.25)
q = U A�(�ℎ�−���)−(�ℎ�−���)
���ℎ�−���
�ℎ�−���
� (2.26)
Dimana berdasarkan gambar dari distribusi suhu :
∆Ta = �ℎ�− ��� (2.27)
∆Tb=�ℎ�− ��� (2.28)
Jadi : q = U A∆T�−∆T�
��∆Tb∆T� atau q = U A
∆T�−∆T�
��∆Ta
∆T�
(2.29)
2.7.2 Metode LMTD Pada Aliran Berlawanan
Untuk temperatur masuk dan keluar fluida yang telah ditetapkan, harga dari LMTD untuk APK aliran berlawanan lebih besar dibandingkan dengan APK aliran sejajar dan untuk luasan pun APK aliran berlawanan lebih kecil dibandingkan dengan APK aliran sejajar. Hal tersebut dapat dibuktikan dengan terlebih dahulu menentukan persamaan LMTD untuk aliran berlawanan berikut.
dq = ṁh Cph (-dTh) = ṁc Cpc (-dtc) (2.30)
pada persamaan 2.31 dapat dilihat bahwa nilai dari dTh dan dtc adalah
negatif hal ini berbeda dengan APK aliran sejajar maka dengan perbedaan tersebut dapat dilihat bahwa:
dTh = - ṁ��
ℎ��ℎ ; dTc =-
��
ṁ���� (2.31)
persamaan 2.32 kemudian diturunkan menjadi: dTh – dTc = d (Th – Tc) = -ṁ��
ℎ��ℎ -
��
ṁ���� (2.32)
dimana berdasarkan persamaan 2.17 yang kemudian disubstitusikan ke persamaan 2.33, maka didapat:
d (Th – Tc) = -dq�ṁ 1
ℎ��ℎ−
1
ṁ����� (2.33)
dan dengan mensubstitusikan persamaan 2.13 ke 2.34, didapat: d(Th – Tc) =- U dA( Th - Tc) �ṁ 1
ℎ��ℎ−
1
ṁ����� (2.34)
d (Th – Tc)
( Th−Tc) = - U dA� 1 ṁℎ��ℎ−
1
ṁ����� (2.35)
Menurut neraca entalpi pada persamaan 2.23 dan 2.24 kemudian mengintegralkan persamaan 2.34 dengan menganggap U dan � 1
ṁℎ��ℎ−
1
ṁ����� adalah konstan serta batas atas dan bawah yang ditunjukan pada
gambar distribusi suhu APK aliran berlawanan maka didapat:
∫ �d (Th – Tc) ( Th−Tc)� �ℎ����
�ℎ���0 =−� �
1 ṁℎ��ℎ +
1
ṁ����� ∫ ��
�
Maka hasil integral dari persamaan 2.37 didapat: ln (Tho – Tci) – ln (Thi – Tco) = - U A�ṁ 1
ℎ��ℎ−
1
![Gambar 2.1 :Water – Cooled Chiller [6]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/859944.593137/41.595.140.484.82.314/gambar-water-cooled-chiller.webp)
![Gambar 2.3 : Konstruksi Heat Exchanger [1]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/859944.593137/42.595.186.440.90.324/gambar-konstruksi-heat-exchanger.webp)
![Gambar 2.4 : Aliran double pipe heat exchanger [7]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/859944.593137/45.595.184.441.544.625/gambar-aliran-double-pipe-heat-exchanger.webp)
![Gambar 2.7 :Double-pipe heat exchangers in series [12]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/859944.593137/47.595.166.463.147.389/gambar-double-pipe-heat-exchangers-in-series.webp)
