BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dalam beberapa tahun belakang ini, penelitian mengenai aliran dan proses perpindahan panas pada sisi selongsong, untuk memperkirakan koefisien perpindahan panas rata-rata dan penurunan tekanan alat penukar kalor selongsong dan tabung telah dipublikasikan untuk memperbaiki ketepatan perkirakan dari performa dan pengoptimalan perpindahan panas alat penukar kalor (Kukral dan Stephen 1995), (Bell, 1963), (Tinker, 1951), (Palen dan Taborek, 1969). (Hughes dkk, 2005), (Mica dkk, 2000), (Huadong dan Volker, 1998) [1].
Dengan meningkatnya bilangan Reynold, efek dari penurunan tekanan akan menyebabkan penurunan tekanan akan sangat signifikan. Pada kasus aliran turbulen akan menyebabkan penurunan tekanan disebabkan oleh baf f l e melebihi dari pada akibat gesekan dinding dan gesekan tube (Hughes dkk, 2005) [2].
(Alfansury, 2007) [3] mengemukakan bahwa unjuk kerja APK selongsong dan tabung optimum terjadi pada perbandingan jarak baf f l e dan diameter selongsong sebesar 0,3 dan baf f l e c ut sebesar 22.61% dari diameter selongsong dan pada kondisi ini juga terjadi penurunan tekanan yang rendah.
(Ibrahim, 2007) [4] mengemukakan bahwa koefisien perpindahan kalor konveksi yang dinyatakan dengan bilangan Nusselt (Nu) yang mencerminkan unjuk kerja termal ternyata lebih besar terjadi pada jarak baffle 40 mm atau ratio optimum
jarak baffle terhadap diameter dalam shell adalah 0,340. Dengan demikian laju perpindahan kalor optimum terjadi pada jarak baffle 40 mm. Dan faktor gesek yang dinyatakan sebagai penurunan tekanan (∆p) mencapai nilai minimum pada jarak baffle 40 mm.
Variasi dari koefisien perpindahan panas pada celah antara baffle dan tabung adalah sangat besar, walaupun perpindahan panas rata-rata untuk bilangan Reynold yang kecil adalah lebih besar dari 2000 (Mica dkk, 2000) [5].
Penggunaan baffle akan meningkatkan koefisien perpindahan panas, effisiensi APK selongsong dan tabung akan menurun dengan meningkatnya baffle cut dari 22 % sampai 32,4 % (Nenad dkk, 2003) [6].
Pemotongan yang ideal untuk pemotongan baffle diambil 20 % sampai dengan 35 % dari diameter selongsong, apabila pemotongan baffle diambil kurang dari 20 % dari diameter selongsong dengan maksud agar koefisien perpindahan kalor konveksi dalam selongsong jadi meningkat, atau pemotongan baffle lebih dari 35 % dengan maksud agar penurunan tekanan menjadi berkurang maka hasil yang diperoleh pada umumnya akan merugikan (Rajive, 1998) [7].
Perencanaan alat penukar kalor selongsong dan tabung, sering dihadapi kesulitan-kesulitan, pertama hubungan terhadap nilai (U) atau koefisien perpindahan kalor menyeluruh yang sangat sulit diprediksi secara analisis untuk aliran rumit melalui selongsong yang memakai baffle pada sisi selongsong.
1.2. Perumusan dan Batasan Masalah
Penelitian ini yang akan diamati dan dianalisa adalah perpindahan kalor menyeluruh yang optimal dan penurunan tekanan yang minimal pada alat penukar kalor jenis selongsong dan tabung susunan segiempat, dipengaruhi oleh variasi baffle cut, dimana pada sisi selongsong dialiri fluida dingin yaitu udara dan pada sisi tabung mengalir fluida panas yaitu air, selongsong dan tabung susunan segiempat yang digunakan untuk tujuan pengeringan yang menggunakan udara keluar APK pada suhu 50oC s/d 60°C sebagai media pengering.
1.3. Tujuan Penelitian 1.3.1 Tujuan Umum
Menganalisa secara eksperimen alat penukar kalor selongsong dan tabung susunan segiempat berkaitan dengan variasi ba.ffle cut untuk mendapatkan
informasi/data atau konfigurasi yang memadai dalam rancang bangun alat penukar kalor yang lebih optimal dan efektif serta efisien.
1.3.2 Tujuan Khusus
Memulai penelitian ini, secara ekperimental akan dicoba untuk mendapatkan: 1. Berapa baffle cut yang ideal pada alat penukar kalor, selongsong dan
tabung susunan segiempat untuk mendapatkan perpindahan kalor yang optimal dan penurunan tekanan yang minimal serta efektifitasnya.
2. Untuk mendapatkan faktor koefsien bentuk (factor baffle cut) terhadap koefisien perpindahan kalor pada sisi selongsong.
3. Untuk mendapatkan penurunan tekanan total pada APK.
1.4. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Menghasilkan informasi-informasi yang memadai dan bermanfaat berkaitan dengan baffle cut yang nantinya dapat dijadikan sebagai bahan rancang bangun alat penukar kalor selongsong dan tabung susunan segiempat yang lebih optimal dan efisien.
2. Sebagai pengembangan khasanah penelitian secara eksperimen pada Laboratorium Perpindahan Panas Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.
Sebagai pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi dalam bidang alat penukar kalor selongsong dan tabung.
