Metoda NTU-Effektivitas

Presentasi berjudul: "Metoda NTU-Effektivitas"— Transcript presentasi:

1 Metoda NTU-Effektivitas
Pendekatan metoda LMTD berguna jika suhu masuk dan suhu keluar dari kedua fluida diketahui atau dapat ditentukan dengan mudah (dpt dihitung dengan neraca energi). Bila diminta untuk menentukan salah satu suhu yang belum diketahui baik suhu masuk atau suhu keluar untuk fluida panas atau fluida dingin, maka diperlukan perhitungan yang cukup panjang dengan cara coba-coba (trial and error)

2 Neraca energi: Kesetimbangan energi dari kedua fluida pada penukar kalor
Energi yang dilepaskan oleh fluida panas Q = mh.ch.(Thin – Thout) Energi yang diterima oleh fluida dingin Q = mc.cc.(Tcout – Tcin) Energi yang dipindahkan penukar kalor Q = U . A . TLMTD p.k. pipa ganda Q = U . A . F . TLMTD utk yg lainnya

3 Masalah yang kerap ditemui dalam perencanaan biasanya justru harus menentukan suhu keluar
 Cara singkat dengan metoda berdasar efektivitas penukar kalor dalam memindahkan sejumlah kalor tertentu

4 Perpindahan kalor nyata adalah energi yang dilepas fl panas atau energi yang diterima fl dingin.
Perpindahan kalor maksimum yg mungkin terjadi: Nilai maksimum didapat bila salah satu fluida mengalami perubahan suhu sebesar beda suhu maksimum Beda suhu maks = suhu fluida panas masuk - suhu fluida dingin masuk. Fluida yang mengalami beda suhu maksimum adalah fluida yang nilai ( m . cp ) minimum selanjutnya disebut sebagai fluida minimum.

5 2. Menentukan fluida minimum
Membandingkan mh.ch dengan mc.cc Fluida dikatakan minimum jika perkalian aliran massa dengan panas jenis yang terkecil atau sebaliknya

6 b. Membandingkan selisih temperatur

7 3. Menentukan nilai efektivitas a. Dengan persamaan
 Cmin = mh . ch  Cmin = mc . cc

8 b. Dengan kurva tersedia kurva spt gb sampai 4.18

9 Gb.4.16. Efektivitas pada penukar kalor pipa ganda

10 Gb.4.17. Efektivitas pada penukar kalor aliran silang

11 Gb.4.18. Efektivitas pada penukar kalor selongsong-tabung

12

13 1. Dalam sebuah penukar kalor aliran silang tabung bersirip digunakan gas buang panas untuk memanaskan 2,5 kg/dt air dari 35oC menjadi 85oC. Gas itu dengan cp = 1,09 kJ/kg.K masuk pada suhu 200oC dan keluar pada 93oC. Koefisien perpindahan kalor menyeluruh ialah 180 W/m2.K. Hitunglah luas penukar kalor dengan menggunakan metoda LMTD dan metoda NTU-efektivitas. Gas,cp = 1,09 kJ/kg.K, 200oC U=180 W/m2.K Berapa A Dgn LMTD Dgn NTU-eff Air,35oC 85oC 93oC

14 Metoda NTU-effektivitas
Metoda LMTD Hitung ΔTLMTD dengan distribusi suhu pada lawan arah Tentukan F dengan menghitung P dan R lebih dulu Tentukan panas jenis air pada suhu rerata Hitung panas yang diterima air Q = m . cp . ΔTc Panas dipindahkan setara dengan panas yang diterima air Q = U . A . F. ΔTLMTD sehingga A dapat dicari. Metoda NTU-effektivitas a. Tentukan fluida yang minimum dengan menghitung ΔTh dan ΔTc. T yang besar  fluida minimum b. Tentukan Cmin (pd fluida min) dan Cmax dari balans energi c. Tentukan C= Cmin/Cmax d. Hitung nilai efektivitas dengan persamaan berdsr fl min. e. Plotkan nilai efektivitas dan C sehingga didapat NTU pada kurva yang sesuai f. Luas permukaan A didapat dr pers. NTU = U.A/Cmin