• Tidak ada hasil yang ditemukan

Redesign dan Recalculation High Pressure Heater (HPH) 7 PT. PJB UP Paiton pada Zona Subcooled Menggunakan Analisa Termodinamika dan Perpindahan Panas

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Membagikan "Redesign dan Recalculation High Pressure Heater (HPH) 7 PT. PJB UP Paiton pada Zona Subcooled Menggunakan Analisa Termodinamika dan Perpindahan Panas"

Copied!
47
0
0

Teks penuh

(1)

Redesign dan Recalculation High Pressure Heater (HPH) 7 PT. PJB UP Paiton pada Zona Subcooled Menggunakan Analisa Termodinamika dan Perpindahan Panas

Dhany Ahmad Barkah 2107 100 143

Dosen Pembimbing

Dr. Eng. Ir. Prabowo, M.Eng

(2)

WTP

(3)

Latar Belakang

• Kerusakan pada tube.

(4)

Latar Belakang

• Kerusakan pada baffle. • Kerusakan pada shell.

(5)

Latar Belakang

• Replugging hampir 10% dari total tube.

(6)

Latar Belakang

Kerusakan pada HPH 7

Turunnya efisiensi termal pembangkit

Konsumsi batubara semakin meningkat

Semakin besarnya biaya operasi

Perlu redesign dan recalculation

(7)

Tujuan Perancangan

• Mendapatkan dimensi zona subcooled.

• Mendapatkan

karakteristik tekanan dan kecepatan yang diizinkan.

• Mendapatkan performa dari HPH 7

Dimensi Subcooled

(8)

PENELITIAN TERDAHULU

(9)

Irfan S. Husaini, Syed M. Zubair, M. A.

Antar (2005)

(10)

Irfan S. Husaini, Syed M. Zubair,

M. A. Antar (2005)

(11)

Mohammed A. Antar, Syed M. Zubair

(2006)

(12)

Simin Wang, Jian Wen, Yanzhong Li (2008)

(13)

METODOLOGI

(14)

FLOWCHART PERANCANGAN

HPH 7

(15)

A

B

C

Asumsi Overall heat transfer coefficient Subcooling (Uas,sub)

1300 ≤ Uas,sub ≤ 2500

Asumsi Overall heat transfer coefficient Condensing (Uas,cond)

1000 ≤ Uas,cond ≤ 4000 Menghitung Luas Perpan Subcooling (Asub) Menghitung Luas Perpan Condensing (Acond)

Menghitung Panjang tube Subcooling Menghitung Panjang tube Condensing

Menghitung Diameter Dalam Shell (IDshell)

Menghitung Crossflow Area pada Subcooling

Zone Menghitung Crossflow Area pada Condensing

Zone

Menghitung Shell Side Mass Velocity

Subcooling Zone Menghitung Shell Side Mass Velocity Condensing Zone

Menghitung Kecepatan Maksimum Fluida sisi Shell, Subcooling

Menghitung Reynolds Max sisi Shell, Subcooling

Menghitung Nusselt number Subcooling

Menghitung Koefisien Konveksi sisi Shell, Subcooling

Menghitung Koefisien Konveksi sisi Shell, Condensing sub

sub as

sub

sub U LMTD

A Q

, ascond cond

cond

cond U LMTD

A Q

,

Nt do L A

tube sub

sub

Nt do L A

tube cond

cond

2  2

637 .

0 do N PR

CTP

IDshell CL tube t

1

Nb

L

As sub ID shell cond

cond cond

cond

cond As

Vs m

sub sub

sub

sub As

Vs m

sub tube

sub Vs

do ST

V ST 



max

sub tube sub sub sub

do d V

max

max Re

Re max Pr 31 13

.

1 sub

m sub sub

sub C d

Nu

sub sub sub

sub do

k ho Nu

4 1

, ,

3 ' 729

.

0

tube cold mean hot sat f

fg l v l l

cond N T T do

h k ho g

1

Nb

L

As cond IDshell cond

START

INPUT :

1. Feedwater : - Temp. Inlet feedwater - Temp. outlet feedwater - Laju alir massa feedwater - Tekanan kerja feedwater 2. Heating Steam : - Temp. Inlet steam

- Laju alir massa steam - Tekanan kerja steam - Temp. outlet steam

Dapatkan :

 Properti feedwater sisi tube

 Properti steam sisi shell

Hitung Tx1 dan Tx2

Input Dimensi :

- Bahan tube K tube dari asumsi - Jumlah laluan Ni dari asumsi - Layout tube dari asumsi

- Tube Pitch

- Asumsi kecepatan dalam tube

A

Menghitung Laju Perpindahan Panas :

Menghitung ∆LMTD Masing-masing Zona

E

2 . . 2

4 4 1

di v Nt m

Nt di

m v

) (

) (

) (

) (

sup

liquid f

steam sub

f g steam

konden

g steam steam

de

ci co c

c

h h m

q

h h m

q

h h

m q

T T Cp m

q

 

fo 1i

i o 1

subcooling f

1 f

2 g

1 f 2

g condensasi

Tc Th

Tx ln Th

Tc Th Tx

ΔTLMTD Th

Tx Th

Tx ln Th

Tx Th Tx

ΔTLMTD Th

(16)

1 (1 2)1/2 2 Cr Cr

22 11//22 ) 1 ( exp 1

) 1 ( exp

1

Cr NTU

Cr NTU

1 (1 2)1/2 2 Cr Cr

22 11//22 ) 1 ( exp

1

) 1 ( exp

1

Cr NTU

Cr NTU

D

Hitung :

- Kapasitas panas fluida panas (Ch) - Kapasitas panas fluida dingin (Cc)

Cc< Ch

h c

r C

C C

Hitung :

- Rasio kapasitas panas

- NTU

- Effektiveness

Cc

NTU UA

c h

r C

C C

Hitung :

- Rasio kapasitas panas

- NTU

- Effektiveness

Ch

NTU UA

YES NO

∆P ≤ 1.5 E

YES NO

Menghitung pressure drop sisi tube Pressure drop major

Pressure drop minor

mnor

major p

p

p

di v L f

pmajor 2

2 1

180 , ,

,entr mnorext mnorreturn mnor

mnor p p p

p

, 2 2

1 v k pmnorentr

, 2 2

1 v k pmnorext

2 180

, 2

1 v k pmnorreturn

04 . 0

k

1

k

2.

0

k

Finish

(17)

FLOWCHART PERHITUNGAN

VARIASI KECEPATAN DALAM TUBE

(18)

START

Variasi kecepatan Uas,sub

V1 = 1.8 m/s Uas,cond

V2 = 2.1 m/s ρ

V3 = 2.44 m/s di

V4 = 3 m/s

Vi = V1

2

4 di v Nt m

i

Menghitung Luas Perpan Subcooling (Asub) Menghitung Luas Perpan Condensing (Acond)

Menghitung Panjang tube Subcooling Menghitung Panjang tube Condensing

Menghitung Reynolds Number Sisi Tube

Menghitung Nusselt number Sisi Tube

Menghitung Koefisien Konveksi Sisi Tube

Menghitung pressure drop sisi tube Pressure drop major

Pressure drop minor

mnor

major p

p

p

di v L f

pmajor 2

2 1

180 , ,

,entr mnor ext mnor return

mnor

mnor p p p

p

, 2 2

1 v k pmnor entr

, 2

2 1 v k pmnor ext

2 180

, 2

1 v k

pmnor return

04 . 0

k

1 k

2 . 0 k

AA

1

i

i V

V AB

sub sub

as

sub

sub U LMTD

A Q

,

Nt do

L A

tube sub

sub

cond cond

as

cond

cond U LMTD

A Q

,

Nt do

L A

tube cond

cond

tube tube tube tube tube

di d V

Re

4 . 0 5

/

4 Pr

Re 023 ,

0 tube tube

Nutube

tube tube tube

tube di

k

hi Nu

m

AA

Vi < V4 AB

Grafik hi & ∆p vs Re

FINISH

Ya

Tidak

(19)

FLOWCHART PERHITUNGAN

VARIASI JUMLAH BAFFLE

(20)

START

- Kecepatan optimal,Vtube - Lsubcooled

- Nb1 = 1 - Nb3 = 4 - Nb2 = 2

Menghitung Diameter Dalam Shell (IDshell)

Nbi = Nb1

) 1

(

Nbi B Lsubcooled

Menghitung Crossflow Area pada Subcooling Zone

Menghitung Shell Side Mass Velocity Subcooling Zone

Menghitung Kecepatan Maksimum Fluida sisi Shell, Subcooling

Menghitung Reynolds Max sisi Shell, Subcooling

Menghitung Nusselt number Subcooling

Menghitung Koefisien Konveksi sisi Shell, Subcooling

- Menghitung nilai pressure drop sisi shell zona condensing

- Menghitung nilai pressure drop sisi shell zona subcooled

s De N Ds Gs pshell cond f

. 10 22 . 5

1 .

2 1

10 2

,

v f N

pshellsub L 



2

max2 ,

Menghitung Crossflow Area pada Condensing Zone

Menghitung Shell Side Mass Velocity Condensing Zone

Menghitung Koefisien Konveksi sisi Shell, Condensing

BB

1 BA

i

i Nb

Nb

2 2

637 .

0 do N PR

CTP

IDshell CL tube t

T shell

sub S

C B

As ID

sub sub

sub

sub As

Vs m

cond shell

cond ID L

As 0.5

cond cond

cond

cond As

Vs m

sub tube

sub Vs

do ST

V ST 



max

sub tube sub sub

sub

do d V

max

max Re

Re max Pr 31 13

.

1 sub

m sub sub

sub C d

Nu

sub sub sub

sub do

k

ho Nu

4 1

, ,

3 ' 729

.

0

tube cold mean hot sat f

fg l v l l

cond N T T do

h k ho g

(21)

FLOWCHART PERHITUNGAN NTU &

ε

(22)
(23)

ANALISA TERMODINAMIKA

(24)

Control Volume HPH 7

m

𝑚 =125.280 Kg/hr T = 349 °C P =41,9 Kg/cm²

𝑚 = 1.351,2 Kg/hr

T = 206 °C 𝑚 = 1.351,2 Kg/hr

T = 250 °C

𝑚 = 125.280 Kg/hr

T = 215 °C

(25)

properties of steam

T inlet (C) 349 T outlet (C) 215 Pressure (bar) 41.58

h inlet (J/kg) 3085200 h outlet (J/kg) 920940

34.8 T sat 252.63 hg(J/kg) 2798400 hf (J/kg) 1098200 𝑚 h(kg/s)

properties of water

T inlet (C) 206 T rata-rata (C) 228 T outlet (C) 250 ρ (kg/m3) 843.1 Pressure (bar) 193.19 k (W/m.K) 0.6607

h inlet (J/kg) 886680 µ 1.21E-04 h outlet (J/kg) 1087400 Pr 0.835727

375.32 Tx1 (C) 209.6256293 Cp (J/kg.K) 4533.2 Tx2 (C) 244.1338684

𝑚 (kg/s)

𝑄𝑕 = 𝑚 𝑠𝑡𝑒𝑎𝑚 𝑕𝑕𝑜𝑡,𝑖 − 𝑕𝑕𝑜𝑡,𝑜

𝑄𝑕 = 34.8𝑘𝑔𝑠 (3085200 − 920940)𝑘𝑔𝐽 𝑄𝑕 = 75316248𝐽𝑠

𝑄𝑐 = 𝑚 𝑐𝑜𝑙𝑑𝐶𝑝𝑐𝑜𝑙𝑑 𝑇𝑐𝑜𝑙𝑑,𝑜 − 𝑇𝑐𝑜𝑙𝑑,𝑖 𝑄𝑐 = 375.32𝑘𝑔𝑠 𝑥 4533.2𝑘𝑔 𝐶𝐽 𝑥 (250 − 206) 𝐶𝑜

𝑄𝑐 = 74861627.46𝐽𝑠

ANALISA TERMODINAMIKA

Feedwater in Feedwater out Steam in

Steam out Zona desuperheating

Zona condensing

Zona subcooled

(26)

𝑄𝑑𝑒𝑠𝑢𝑝 = 𝑚 𝑠𝑡𝑒𝑎𝑚 𝑕𝑕𝑜𝑡,𝑖 − 𝑕𝑔

𝑄𝑑𝑒𝑠𝑢𝑝 = 34.8𝑘𝑔𝑠 3085200 − 2798400 𝑘𝑔𝐽 𝑄𝑑𝑒𝑠𝑢𝑝 = 9980640 J/s

𝑄𝑐𝑜𝑛𝑑 = 𝑚 𝑠𝑡𝑒𝑎𝑚 𝑕𝑔 − 𝑕𝑓

𝑄𝑐𝑜𝑛𝑑 = 34.8𝑘𝑔𝑠 2798400 − 1098200 𝑘𝑔𝐽 𝑄𝑐𝑜𝑛𝑑 = 59166960 J/s

𝑄𝑠𝑢𝑏 = 𝑚 𝑠𝑡𝑒𝑎𝑚 𝑕𝑓 − 𝑕𝑕𝑜𝑡,𝑜

𝑄𝑠𝑢𝑏 = 34.8𝑘𝑔𝑠 1098200 − 920940 𝑘𝑔𝐽 𝑄𝑠𝑢𝑏 = 6168648 𝐽/𝑠

𝑄𝑠𝑢𝑏,𝑕𝑜𝑡 = 𝑄𝑠𝑢𝑏,𝑐𝑜𝑙𝑑

6168648 𝐽/𝑠 = 𝑚 𝑐𝑜𝑙𝑑𝐶𝑝𝑐𝑜𝑙𝑑(𝑇𝑥1 − 𝑇𝑐𝑜𝑙𝑑,𝑖) 𝑇𝑥1 = 𝑚 𝑄𝑠𝑢𝑏,𝑠𝑡𝑒𝑎𝑚

𝑓𝑒𝑒𝑑𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟𝐶𝑝 + 𝑇𝑐𝑜𝑙𝑑,𝑖 𝑇𝑥1 = 209.6 𝐶𝑜

𝑄𝑑𝑒𝑠𝑢𝑝,𝑕𝑜𝑡 = 𝑄𝑑𝑒𝑠𝑢𝑝,𝑐𝑜𝑙𝑑

9980640 J/s = 𝑚 𝑐𝑜𝑙𝑑𝐶𝑝𝑐𝑜𝑙𝑑(𝑇𝑐𝑜𝑙𝑑,𝑜 − 𝑇𝑥2) 𝑇𝑥2 = 𝑇𝑐𝑜𝑙𝑑,𝑜 − ( 𝑄𝑑𝑒𝑠𝑢𝑝,𝑠𝑡𝑒𝑎𝑚

𝑚 𝑓𝑒𝑒𝑑𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟𝐶𝑝𝑐𝑜𝑙𝑑) 𝑇𝑥2 = 244.13 𝐶𝑜

ANALISA TERMODINAMIKA

Tho

Tsat1

Tx2 Tco

Tsat2

349

Desuperheating Thi Subcooling

215

Condensing T (oC)

206 252.63

D.C.A

T.T.D 250

Tx1 Tci

x

(27)

ANALISA PERPINDAHAN PANAS

(28)

METODE LMTD

∆𝑇𝐿𝑀𝑇𝐷𝑠𝑢𝑏= 𝑇𝑕𝑠𝑎𝑡;𝑇𝑥2 ; 𝑇𝑕𝑠𝑎𝑡;𝑇𝑥1

ln 𝑇𝑕𝑠𝑎𝑡−𝑇𝑥2

𝑇𝑕𝑠𝑎𝑡−𝑇𝑥1

∆𝑇𝐿𝑀𝑇𝐷𝑠𝑢𝑏= 252.63;244.13 ; 252.63;209.6 ln 252.63−244.13

252.63−209.6

∆𝑇𝐿𝑀𝑇𝐷𝑠𝑢𝑏= 19.151

∆𝑇𝐿𝑀𝑇𝐷𝑐𝑜𝑛𝑑= 𝑇𝑕𝑠𝑎𝑡;𝑇𝑥1 ; 𝑇𝑕𝑜;𝑇𝑐𝑖

ln 𝑇𝑕𝑠𝑎𝑡−𝑇𝑥1

𝑇𝑕𝑜−𝑇𝑐𝑖

∆𝑇𝐿𝑀𝑇𝐷𝑐𝑜𝑛𝑑= 252.63;209.6 ; 215;206 ln 252.63−209.6

215−206

∆𝑇𝐿𝑀𝑇𝐷𝑐𝑜𝑛𝑑= 19.5668

Analisa Perpan Bagian Internal

variasi kecepatan 1.8

2.1 2.44

3

𝑁𝑡 = 𝜌 4𝑚𝑐

𝑓𝑒𝑒𝑑𝑤𝑎𝑡𝑒𝑟𝑣𝑡𝑢𝑏𝑒𝜋𝑑𝑖2 =

4 𝑥 34.8𝑘𝑔𝑠

843.1𝑚3𝑘𝑔 𝑥 2.44𝑚𝑠 𝑥 𝜋 𝑥 0.011659𝑚 2 𝑁𝑡 = 1709.032 ≈ 1710

(29)

METODE LMTD Analisa Perpan Bagian Internal

𝐴𝑠𝑢𝑏 = 𝑈 𝑄𝑠𝑢𝑏

𝑠𝑢𝑏 𝑥 ∆𝐿𝑀𝑇𝐷𝑠𝑢𝑏

𝐴𝑐𝑜𝑛𝑑 = 𝑈 𝑄𝑐𝑜𝑛𝑑

𝑐𝑜𝑛𝑑 𝑥 ∆𝐿𝑀𝑇𝐷𝑐𝑜𝑛𝑑 𝐴𝑠𝑢𝑏 = 4226.338 𝑥 19.576168648 J

𝐴𝑐𝑜𝑛𝑑 = 2942.43 𝑥 19.1559166960 J 𝐴𝑠𝑢𝑏 = 74.594 𝑚2

𝐴𝑐𝑜𝑛𝑑 = 1049.968 𝑚2

𝐿𝑠𝑢𝑏 = 𝜋𝑑𝑜𝐴𝑠𝑢𝑏

𝑡𝑢𝑏𝑒𝑁𝑡

𝐿𝑐𝑜𝑛𝑑 = 𝜋𝑑𝑜𝐴𝑐𝑜𝑛𝑑

𝑡𝑢𝑏𝑒𝑁𝑡 𝐿𝑠𝑢𝑏 = 𝜋 𝑥 0.01588 𝑚 𝑥 171074.594 𝑚2

𝐿𝑐𝑜𝑛𝑑 = 𝜋 𝑥 0.01588 𝑚 𝑥 17101049.968 𝑚2 𝐿𝑠𝑢𝑏 = 0.874 𝑚

𝐿𝑐𝑜𝑛𝑑 = 12.308 𝑚 𝑅𝑒𝑑𝑡𝑢𝑏𝑒 = 𝜌𝑡𝑢𝑏𝑒 𝑥 𝑉𝜇𝑡𝑢𝑏𝑒 𝑥 𝑑𝑖𝑡𝑢𝑏𝑒

𝑡𝑢𝑏𝑒

𝑅𝑒𝑑𝑡𝑢𝑏𝑒 = 843.1

𝑘𝑔

𝑚3 𝑥 2.44𝑚𝑠 𝑥 0.011659 𝑚 1.21𝐸;04 𝑃𝑎.𝑠 𝑅𝑒𝑑𝑡𝑢𝑏𝑒 = 198218.802

(30)

METODE LMTD Analisa Perpan Bagian Internal

𝑁𝑢𝑡𝑢𝑏𝑒 = 0.023 𝑥 𝑅𝑒𝑡𝑢𝑏𝑒4/5 𝑥 𝑃𝑟𝑡𝑢𝑏𝑒0.4

𝑁𝑢𝑡𝑢𝑏𝑒 = 0.023 𝑥 198218.802 4/5 𝑥 0.8357270.4 𝑁𝑢𝑡𝑢𝑏𝑒 = 369.1302

𝑕𝑖𝑡𝑢𝑏𝑒 = 𝑁𝑢𝑡𝑢𝑏𝑒𝑑𝑖 𝑥 𝑘𝑡𝑢𝑏𝑒

𝑡𝑢𝑏𝑒

𝑕𝑖𝑡𝑢𝑏𝑒 = 369.1302 𝑥 0.6607𝑚.𝐾𝑊 0.011659 𝑚

𝑕𝑖𝑡𝑢𝑏𝑒 = 20918.1163𝑚𝑊2.𝐾

variasi kecepatan Ltot hi Re

1.8 12.81 16462.41 146469.08

2.1 14.82 18623.05 170880.60

2.44 17.14 20998.45 198546.98

3 21.13 24772.65 244115.14

(31)

METODE LMTD Analisa Perpan Bagian Internal

Pressure Drop

Pressure Drop Major Pressure Drop Minor

∆𝑝𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟= 𝑓1

2𝜌𝑣2 𝐿𝑡𝑜𝑡 𝑑𝑖

∆𝑝𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟= 0.029 𝑥 12 𝑥 843.1𝑚𝑘𝑔3 𝑥 (2.44 𝑚/𝑠)2 𝑥 0.011659 𝑚17.418 𝑚

∆𝑝𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟= 111797.183 𝑃𝑎 = 1.139 𝑘𝑔/𝑐𝑚2

∆𝑝𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟= ∆𝑝𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟,𝑒𝑛𝑡𝑟 + ∆𝑝𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟,𝑒𝑥𝑡 + ∆𝑝𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟,𝑟𝑡𝑟𝑛 𝑏𝑒𝑛𝑑

(32)

METODE LMTD Analisa Perpan Bagian Internal

Pressure Drop Minor

∆𝑝𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟,𝑒𝑛𝑡𝑟= 𝑘𝜌𝑣2 2

∆𝑝𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟,𝑒𝑛𝑡𝑟= 0.04 𝑥 866.83 𝑚3𝑘𝑔 𝑥 2.44𝑚𝑠 2

2

∆𝑝𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟,𝑒𝑛𝑡𝑟= 103.215 𝑃𝑎 = 0.001052 𝑐𝑚𝑘𝑔2

∆𝑝𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟,𝑒𝑥𝑡= 𝑘𝜌𝑣2 2

∆𝑝𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟,𝑒𝑥𝑡= 1 𝑥 819.69 𝑚3𝑘𝑔 𝑥 2.44𝑚𝑠 2

2

∆𝑝𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟,𝑒𝑥𝑡= 2440.0532 𝑃𝑎 = 0.0249 𝑘𝑔/𝑐𝑚2

∆𝑝𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟,𝑟𝑡𝑟𝑛 𝑏𝑒𝑛𝑑= 𝑘𝜌𝑣2 2

∆𝑝𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟,𝑟𝑡𝑟𝑛 𝑏𝑒𝑛𝑑= 0.2 𝑥 844.43 𝑘𝑔

𝑚3 𝑥 2.44𝑚𝑠 2

2

∆𝑝𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟,𝑟𝑡𝑟𝑛 𝑏𝑒𝑛𝑑= 502.7398 𝑃𝑎 = 0.00512 𝑘𝑔/𝑐𝑚2

(33)

METODE LMTD Analisa Perpan Bagian Internal

Pressure Drop

∆𝑝𝑡𝑜𝑡= ∆𝑝𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 + ∆𝑝𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟,𝑒𝑛𝑡𝑟 + ∆𝑝𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟,𝑒𝑥𝑡 + ∆𝑝𝑚𝑖𝑛𝑜𝑟,𝑟𝑡𝑟𝑛 𝑏𝑒𝑛𝑑

∆𝑝𝑡𝑜𝑡= 1.139 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 + 0.001052 𝑐𝑚𝑘𝑔2 + 0.0249 𝑘𝑔/𝑐𝑚2 + 0.00512 𝑘𝑔/𝑐𝑚2

∆𝑝𝑡𝑜𝑡= 1.17 𝑘𝑔/𝑐𝑚2

variasi kecepatan ∆p mjr tube (kg/cm2) ∆p mnr (kg/cm2) ∆p total (kg/cm2) 1.8 0.455882183 0.016891593 0.472773776 2.1 0.717783678 0.022991335 0.740775013 2.44 1.120755218 0.031038824 1.151794042

3 2.05300897 0.046921092 2.099930062

(34)

METODE LMTD Analisa Perpan Bagian Internal

𝑣 = 𝑅𝑒𝜇𝜌𝐷

𝑣 = 198546.98 𝑥 1.21𝑥10−4 𝑃𝑎.𝑠 843.1𝑘𝑔

𝑚3𝑥 0.011659 𝑚 𝑣 = 2.44 𝑚/𝑠

(35)

METODE LMTD Analisa Perpan Bagian Eksternal

𝐼𝐷𝑠𝑕𝑒𝑙𝑙 = 0.637 𝐶𝑇𝑃𝐶𝐿 𝜋𝑑𝑜2𝑁𝑡(𝑃𝑅2)

𝐼𝐷𝑠𝑕𝑒𝑙𝑙 = 0.637 0.870.9 𝜋 𝑥 (0.01588 𝑚)2 𝑥 1710 𝑥 1.3852 𝐼𝐷𝑠𝑕𝑒𝑙𝑙 = 1.0099 𝑚

𝐴𝑠𝑠𝑢𝑏 = 𝐼𝐷𝑠𝑕𝑒𝑙𝑙2 𝑥 𝐿𝑠𝑢𝑏

𝐴𝑠𝑠𝑢𝑏 = 1.0099 𝑚 𝑥 0.8731 𝑚

2 𝑚

𝐴𝑠𝑠𝑢𝑏 = 0.44086 𝑚2

𝐴𝑆𝑐𝑜𝑛𝑑 = 0.5 𝑥 𝐼𝐷𝑠𝑕𝑒𝑙𝑙 𝑥 𝐿𝑐𝑜𝑛𝑑

𝐴𝑠𝑐𝑜𝑛𝑑 = 0.5 𝑥 1.0099 𝑚 𝑥 12.308 𝑚 𝐴𝑠𝑐𝑜𝑛𝑑 = 6.215 𝑚2

𝑉𝑠𝑠𝑢𝑏 = 𝐴𝑠 𝑚 𝑠𝑢𝑏

𝑠𝑢𝑏 𝑥 𝜌𝑠𝑢𝑏 𝑉𝑠𝑐𝑜𝑛𝑑 = 𝐴𝑠 𝑚 𝑐𝑜𝑛𝑑

𝑐𝑜𝑛𝑑 𝑥 𝜌𝑐𝑜𝑛𝑑

𝑉𝑠𝑠𝑢𝑏 = 34.8 𝑘𝑔/𝑠

0.44086 𝑚2 𝑥 851.52 𝑘𝑔/𝑚3 𝑉𝑠𝑐𝑜𝑛𝑑 = 34.8 𝑘𝑔/𝑠

6.215 𝑚2 𝑥 818.53 𝑘𝑔/𝑚3

𝑉𝑠𝑠𝑢𝑏 = 0.0926 𝑚/𝑠 𝑉𝑠𝑐𝑜𝑛𝑑 = 0.0068 𝑚/𝑠

(36)

METODE LMTD Analisa Perpan Bagian Eksternal

𝑉𝑚𝑎𝑥 = (𝑆𝑇;𝑑𝑜)𝑆𝑇 𝑉𝑠𝑠𝑢𝑏

𝑉𝑚𝑎𝑥 = (0.022 𝑚;0.01588 𝑚)0.022 𝑚 0.0926 𝑚/𝑠 𝑉𝑚𝑎𝑥 = 0.333 𝑚/𝑠

𝑅𝑒𝑑, 𝑚𝑎𝑥 = 𝜌𝑠𝑢𝑏 𝑥 𝑉𝑚𝑎𝑥𝑠𝑢𝑏 𝑥 𝑑𝑜 𝜇𝑠𝑢𝑏

𝑅𝑒𝑑, 𝑚𝑎𝑥 = 825.58

𝑘𝑔

𝑚3𝑥0.333𝑚𝑠𝑥 0.01588 𝑚 0.000114 𝑃𝑎.𝑠 𝑅𝑒𝑑, 𝑚𝑎𝑥 = 38265.433

𝑁𝑢𝑠𝑢𝑏 = 1.13 𝑥 𝐶𝑠𝑢𝑏 𝑥 𝑅𝑒𝑑, 𝑚𝑎𝑥𝑠𝑢𝑏 𝑚 𝑥 𝑃𝑟𝑠𝑢𝑏13

𝑁𝑢𝑠𝑢𝑏 = 1.13 𝑥 0.470501 𝑥 38265.433 0.563917 𝑥 0.8440011/3 𝑁𝑢𝑠𝑢𝑏 = 193.043

(37)

METODE LMTD Analisa Perpan Bagian Eksternal

𝑕𝑜𝑠𝑢𝑏 = 𝑁𝑢𝑠𝑢𝑏 𝑥 𝑘𝑠𝑢𝑏 𝑑𝑜𝑠𝑢𝑏

𝑕𝑜𝑠𝑢𝑏 = 193.043 𝑥 0.6367 𝑚.𝐾𝑊 0.01588 𝑚

𝑕𝑜𝑠𝑢𝑏 = 8102.227𝑊 𝑚2.𝐾

𝑕𝑜𝑐𝑜𝑛𝑑 = 0.729 𝑔𝜌𝑙(𝜌𝑙 − 𝜌𝑔)𝑘𝑙3𝑕′𝑓𝑔

𝑁𝑙 𝑥 𝜇𝑙(𝑇𝑚𝑒𝑎𝑛,𝑐𝑜𝑙𝑑− 𝑇𝑠𝑎𝑡,𝑕𝑜𝑡)𝑑𝑜𝑡𝑢𝑏𝑒

1/4

𝑕𝑜𝑐𝑜𝑛𝑑 = 0.729 9.81

𝑚

𝑠2 𝑥 818.53 𝑘𝑔/𝑚3(818.53;20.904)𝑘𝑔/𝑚3 𝑥 (0.6303𝑚.𝐾𝑊 )3 𝑥 1743615.77 𝐽/𝑘𝑔 88 𝑥 0.0001114 𝑃𝑎.𝑠 239.19 𝐶0 ;252.63 𝐶0 𝑥 0.01588 𝑚

1/4

𝑕𝑜𝑐𝑜𝑛𝑑 = 4411.767 𝑊 𝑚2.𝐾

(38)

METODE LMTD Analisa Perpan Bagian Eksternal

∆𝑝𝑠𝑢𝑏= 𝑁𝐿𝑋 𝜌𝑣𝑚𝑎𝑥2 2 𝑓

∆𝑝𝑠𝑢𝑏= 44 𝑥 1.04 𝑥 825.58 𝑘𝑔/𝑚3 0.86 𝑚/𝑠 2

2 𝑥 0.45

∆𝑝𝑠𝑢𝑏= 6197.0733 𝑃𝑎 = 0.06315 𝑘𝑔/𝑐𝑚2

∆𝑝

𝑐𝑜𝑛𝑑

=

1

2

𝑓𝐺𝑠2𝐼𝐷𝑠𝑕𝑒𝑙𝑙 𝑁:1 5.22 𝑥 1010𝐷𝑒 𝑠

∆𝑝

𝑐𝑜𝑛𝑑

=

1 2

0.0011𝑓𝑡2𝑖𝑛2 𝑥 (151372.134 𝑕𝑟.𝑓𝑡2𝑙𝑏 )2 𝑥 3.31 𝑓𝑡 𝑥 261 5.22 𝑥 1010 𝑥 0.075 𝑓𝑡 𝑥 62.5

∆𝑝

𝑐𝑜𝑛𝑑

= 0.044 𝑝𝑠𝑖 = 0.00309

𝑐𝑚𝑘𝑔2

(39)

METODE LMTD Analisa Perpan Bagian Eksternal

Nb ho ∆p (kg/cm2)

4 13473.74 0.06

2 9916.97 0.03

1 7775.43 0.01

1 17291.83 0.01

(40)

METODE LMTD Pemilihan Design Optimal

0 0,5 1 1,5 2 2,5

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000

140000 160000 180000 200000 220000 240000 260000

hi

Re

hi & ∆p vs Re

hi vs Re pressure drop

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07

0 5000 10000 15000

0 1 2 3 4

ho

Nb

ho & ∆p vs Nb

ho sv Nb dlta (p) vs Nb

Asub Acond Adesup Lsub Lcond Ldesup IDshell kecepatan Jumlah tube Jumlah baffle sub

74.5945 1049.968 361.397 0.8744 12.30777 4.23632 1.009889 2.44 1710 4

(41)

METODE NTU

𝐶𝑐 = 𝑚 𝑐𝐶𝑝𝑐

𝐶𝑐 = 375.2𝑘𝑔𝑠 𝑥 4.533𝑘𝑔.𝐶𝑘𝐽 𝐶𝑐 = 1700.78𝑠.𝐶𝑘𝐽

𝐶𝑕 = 𝑄𝑐/(∆𝑇𝑕) 𝐶𝑕 = 74834.39 𝑘𝐽/𝑠

(349;215)0𝐶 𝐶𝑕 = 558.46𝑠.𝐶𝑘𝐽

>

Tci 206C Thi 349C Nt 1710

Tco 250C Tho 215 do 0.01588

Tmean 228C Tmean 282C di 0.011659

Pc,i 197kg/cm2 Phs,i 42.4 kg/cm2 Atube 0.000107

mc 375.2kg/s mh 34.8 kg/s ST 0.022

cp,c 4.533kj/kgC cp,h 16.04786207kj/kgC C 0.470501

Cc 1700.782 Ch 558.4656Cmin m 0.563917

ρc 843.1 kg/m3 ρh 18.755 kg/m3 ID 1.009889

µc 0.000121 Pa.s µh 0.00001943 Pa.s L 17.41849

Pr 0.835727 Pr 1.182744 As 17.59074

kc 0.6607 W/mC kh 0.04851 W/mC Aselim(m²) 0.9

cold hot Tube &Shell dimension

(42)

METODE NTU

𝐶𝑟 = 𝐶𝑚𝑖𝑛

𝐶𝑚𝑎𝑥 = 𝐶𝑕

𝐶𝑐 = 0.328 𝑈𝑡𝑜𝑡 = 𝐴 𝑄𝑡𝑜𝑡

𝑡𝑜𝑡∆𝑇𝐿𝑀𝑇𝐷 𝑈𝑡𝑜𝑡 = 74861627 𝐽/𝑠

1450.152 𝑚2 𝑥 37.533 𝐶 𝑈𝑡𝑜𝑡 = 1375.414𝑚𝑊20𝐶

𝑈𝑡𝑜𝑡 = 𝑑𝑜 1

𝑑𝑖 1

𝑕𝑖:𝑅𝑘𝑜𝑛𝑑:𝑕𝑜1

𝑕𝑜 = 1 1

𝑄𝑡𝑜𝑡;𝑅𝑘𝑜𝑛𝑑;𝑑𝑜𝑑𝑖𝑕𝑖1

𝑕𝑜 = 1 1

74861627 𝐽/𝑠 ; 4.80758𝐸;05 𝑚2.𝐾𝑊 ; 0.011659 𝑚0.01588 𝑚 1

20918.1163 𝑊 𝑚2𝐶

𝑕𝑜 = 1582.735𝑚𝑊2𝐶

Atot ∆LMTD qtotal Utot Rkond di do hi ho

1485.959 37.53292 74861627 1342.271 4.81E-05 0.011659 0.01588 20918.1163 1582.73531

(43)

METODE NTU

𝐴𝑝𝑒𝑟𝑝𝑎𝑛 = 𝜋. 𝑑𝑜. 𝑁𝑡𝑝𝑙𝑢𝑔. 𝐿𝑡𝑜𝑡

𝐴𝑝𝑒𝑟𝑝𝑎𝑛 = 𝜋 𝑥 0.011659 𝑚 𝑥 1710 𝑥 17.418 𝑚 𝐴𝑝𝑒𝑟𝑝𝑎𝑛 = 1485.96 𝑚2

𝑁𝑇𝑈 = 𝑈𝐴𝐶𝑝𝑒𝑟𝑝𝑎𝑛

𝑚𝑖𝑛 = 1.376

𝑘𝑊

𝑚2𝐶 𝑥 1485.96 𝑚2 558.46𝑘𝑊𝐶 𝑁𝑇𝑈 = 3.57

𝜀 = 2 1 + 𝐶𝑟 + (1 + 𝐶𝑟2)1/2 𝑥 1:𝑒𝑥𝑝 ;𝑁𝑇𝑈(1:𝐶𝑟2)1/2 1;𝑒𝑥𝑝 ;𝑁𝑇𝑈(1:𝐶𝑟2)1/2

;1

𝜀 = 2 1 + 0.328 + (1 + 0.3282)1/2 𝑥 1:𝑒𝑥𝑝 ;3.57 (1:0.3282)1/2

1;𝑒𝑥𝑝 ;3.57 (1:0.3282)1/2

;1

𝜀 = 0.822

(44)

METODE NTU Grafik ε vs NTU

(45)

METODE NTU Grafik hi & ∆p vs % plugging

(46)

KESIMPULAN

• Panjang tube dan jumlah tube HPH 7adalah 17.1363 m dan 1710 buah.

• Diameter dalam shell adalah 1.099 m.

• Pada zona subcooled, dimensi panjangnya adalah 0.874 m dengan jumlah baffle yang digunakan adalah empat buah.

• Panjang zona condensing adalah 12.308 m.

• Pressure drop pada tube sebesar 1.1702 kg/cm

2

, pada shell zona subcooled 0.0631 kg/cm

2

, dan pada sisi shell zona

condensing 0.00309 kg/cm

2

.

• Pada Cr = 0.328 diperoleh effectiveness maks HPH 7 adalah

0.8227 dan NTU-nya 3.573.

(47)

Referensi

Dokumen terkait

Disposition effect yang diartikan oleh Shefrin dan Statman (1985:779) merupakan pengembangan dari prospect theory yang dikemukakan oleh Kahneman dan Tversky (1979), dimana

Berkat perlindungan dan pertolongan Allah SWT serta iringan doa dari orang tua sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan di perguruan tinggi dengan

Meskipun karbon hitam mengakibatkan iritasi paru-paru, perkembangbiakan sel, fibrosis, dan tumor paru-paru pada tikus dalam kondisi &#34;kelebihan beban paru-paru&#34;, terdapat

Sebelum membuat perencanaan, peneliti membuat rencana kegiatan harian beserta perangkat mengajar (lampiran) dengan menerapkan menggunakan Pembiasaan Pengucapan Kalimat

Berdasarkan seluruh hasil pembahasan dalam penelitian ini yang berjudul Persepsi pelaku usaha mikro kecil muda terhadap pemahaman akuntansi dapat disimpulkan bahwa sikap

PENGARUH KOMPENSASI, KEADILAN ORGANISASIONAL, DAN KOMITMEN ORGANISASIONALTERHADAP KINERJA KARYAWAN PT PUI di Surabaya TESIS Diajukan kepada SEKOLAH PASCASARJANA

Hasil analisa intervening menunjukkan bahwa dana alokasi umum mempengaruhi pertumbuhan ekonomi di Sulawesi Utara melalui belanja modal, yang dapat dibuktikan dari

Salah satu bentuk keterbukaan atau transparansi pengelolaan keuangan daerah adalah Hak publik untuk mengakses informasi (public access to information). Pemerintah