MODUL KE TIGA TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA MODUL KE TIGA HEAT TRANSFER NANANG RUHYAT ALAT PENUKAR KALOR APK merupakan suatu alat yang banyak ditemukan dalam berbagai industri dan melibatkan perpindahan panas yang cukup tinggi, sehingga peningkatan efektivitas suatu APK bisa menurunkan biaya energi yang cukup signifikan. Dalam APK digunakan rumus : Q = U.A. ∆ Tm Dengan : Q = laju perpindahan panas ( W ) U = koefisien perpindahan panas menyeluruh A = luas permukaan pemindah panas dimana U direferernsikan ( m2 ) ∆ Tm = beda temperatur Metode analisis APK dengan beberapa metoda : 1. LMTD ( Logarithmic Mean TemperatureDifference ). 2. NTU-efektivitas 3. T-H Diagram, membagi APK dalam sejumlah tertentu zona dimana temperatur kedua fluida berubah mendekati linier. http://www.mercubuana.ac.id

T1,i T2,i dT2 = - dQ / m2.Cpm2 m1 dQ dA m2 - dT1 T2,o T1 T1,0 T2 - dT2 Gambar 2. Aliran berlawanan Fluida panas dan dingin di subskrip-kan dengan 1 dan 2 . Kesetimbangan energi termal pada elemen luas dA : dQ = - m1.Cpm1. dT1 = m2. Cpm2. dT2 atau ; dQ = Ulok ( T1 –T2 ) dA dengan : dT1 = - dQ / m1. Cpm1 dan dT2 = - dQ / m2.Cpm2 sehingga : dT1 – dT2 = d ( T1 – T2 ) = - dQ { [ 1/ m1.Cpm1 ] + [1/ m2Cpm2 ]} d(T1 – T2 ) / ( T1 – T2 ) = - U lok { [1/ m1.Cpm1 ] + [ 1/ m2. Cpm2 ] } dA Q = U.A. ∆ Ta - ∆ Tb http://www.mercubuana.ac.id

Contoh di sini untuk APK shell and tube dengan 2 fluida dingin yang digabungkan. Fluida kerja yang panas yaitu udara dengan temperatur tinggi, yang mengalir dalam shell dan 2 fluida dingin, yaitu air, yang mengalir dalam masing-masing pipa/ tube. Jadi satu fluida campur dan dua fluida tidak campur. Arah aliran cross counterflow ( silang lawan arah ). Konfigurasi Fluida dingin 1 dan 2 berselang seling dalam satu laluan. Alirannya diharapkan adalah turbulen, maka pada aliran fluida panas dalam cangkang ( shell ) dan fluida dingin dalam pipa ( tube ) akan terbentuk suatu profil distribusi kecepatan turbulen yang akan berpengaruh pada perpindahan kalor. Jika alirannya laminar, maka koefisien perpindahan panasnya rendah. Bentuk shell-nya segi-empat ( rectangular ) atau silindrik. Langkah penghitungan : a. Spesifikasi APK : dimensi shell dan tube dan luasan perpindahan kalor keseluruhan A. b. Temperatur masuk dan laju aliran massa fluida panas ( Thi dan mh ) c. Temperatur masuk dan laju aliran massa fluida dingin untuk 1 dan 2 ( Tc1i, Tc2i dan mc1, mc2 ) d. Jumlah tube tiap laluan ( NT ) e. Diameter hidrolis dari shell, Dh = 4. luas penampang shell / ( keliling basah ) = 4. panjang . lebar / ( 2 (panjang + lebar )) http://www.mercubuana.ac.id