Download - Slide Alat Pemindah Panas-2
Fungsi Alat Pemindah Panas
Alat yang berfungsi untuk memindahkan panas dari suatu sistem ke sistem lain tanpa terjadi perpindahan massa dan biasanya panas berpindah melalui dinding pemisah yang memisahkan kedua sistem tersebut
Tujuan Pemindahan Panas
Memanaskan - merubah temperatur (T>>>) - merubah fasa (mis cair-uap) - mempertahankan reaksi (reaksi endotermik)
Mendinginkan - merubah temperatur (T<<<) - merubah fasa (mis uap-cair) - mempertahankan reaksi (reaksi eksotermik)
Prinsip Pemindahan Panas
Panas berpindah dari sistem yang temperaturnya lebih tinggi ke sistem yang temperaturnya lebih rendah.
Driving force = ∆T = TH – TC
Laju perpindahan panas = driving force/resistance
Perhitungan Jumlah Panas
Terjadi perubahan temperatur Q = m. ∆H = m.Cp. ∆T Terjadi perubahan fasa Q = m.λ Q = U.A.LMTD
Panas dapat dipindahkan dengan cara
Radiasi atau pancaran, panas dipancarkan dalam bentuk gelombang elektromagnetik dan untuk perpindahan panas seperti ini tidak memerlukan zat antara atau medium
Konduksi, panas dipindahkan sebagai
energi kinetik dari satu molekul ke molekul lainnya tanpa molekul tersebut berpindah tempat (terjadi pada fasa padat)
Panas dapat dipindahkan dengan cara
Konveksi, panas dipindahkan oleh molekul-molekul yang bergerak (mengalir) oleh karena adanya dorongan bergerak, terjadi pada fluida (cair atau gas)
Dalam melaksanakan perpindahan panas, perlu diperhitungkan
Jumlah panas yang dipindahkan (Q) Tingkat panas (suhu, T) Tahanan terhadap perpindahan
panas
Fungsi Isolasi Panas
Mencegah kehilangan panas alat-alat, pipa-pipa yang bersuhu tinggi karena kontak dengan sekelilingnya yang suhunya rendah.
Mencegah masuknya panas karena suhu sekitarnya yang lebih tinggi
Mencegah bahaya yang dapat timbul bila orang menyentuh permukaan benda yang panas/dingin sekali
Jenis-jenis alat pemindah panas berdasarkan fungsinya
Heat Exchanger Heater Cooler Kondensor Evaporator Vaporizer Boiler reboiler
Jenis-jenis alat pemindah panas berdasarkan bentuk konstruksinya
Alat pemindah panas tangki berpengaduk dengan jaket dan coil
Alat pemindah panas pipa ganda (Double Pipe Heat Exchanger)
Alat pemindah panas plate Alat pemindah panas shell and
tubes
Tangki berpengaduk dengan jaket dan coil
Alat pemindah panas yang bentuk konstruksi alatnya paling sederhana
Cocok untuk yang kapasitasnya kecil Prosesnya umumnya batch Luas bidang perpindahan panasnya
terbatas, memperbesar luas bidang perpan sama dengan memperbesar tangki(volume alat bertambah besar)
Harganya relatif murah
Fungsi Pengaduk
Untuk membuat aliran turbulen yang berdampak untuk memperbesar laju perpindahan panas
Meratakan perpindahan panas
Alat pemindah panas pipa ganda(Double pipe heat exchanger)
Alat pemindah panas yang terdiri dari dua pipa konsentris (pipa kecil sebagai sentral yang dibungkus oleh pipa yang lebih besar), dimana satu fluida mengalir lewat pipa dalam sedangkan fluida lain mengalir lewat anulus (daerah antara dinding pipa dala dan dinding pipa luar)
Double pipe heat exchanger
Kapasitasnya lebih besar dibanding tipe tangki berpengaduk
Prosesnya sinambung atau kontinu Luas bidang perpindahan panas =
luas selimut pipa bagian dalam Memperbesar luas bidang
perpindahan panas dengan cara memperbesar diameter pipa bagian dalam atau memperpanjang pipa.
Double pipe heat exchanger
Kekurangannya, terbatas untuk kapasitasnya yang tidak terlalu besar.
Memperbesar kapasitas = memperbesar luas bidang perpindahan panas = memperbesar volume alat.
Tipe plate Heat Exchanger
Alat penukar panas yang terdiri dari beberapa pelat yang tersusun di dalam bingkai yang besar.
Perpindahan panas terjadi melalui dinding pelat.
Fluida yang bertukar panas mengalir diantara celah atau ruang diantara pelat
Luas bidang perpindahan panas lebih besar dibanding tipe double pipe HE sehingga kapasitas alatnya lebih besar dibanding double pipe HE
Tipe plate heat exchanger
Memperbesar luas bidang perpindahan panas sama dengan memperbesar luas bidang pelat dan memperbanyak pelat.
Prosesnya sinambung atau kontinu Harganya relatif mahal Tidak cocok untuk yang
kapasitasnya sangat besar karena bisa memperbesar volume alat.
Shell and Tubes Heat Exchanger
Tipe alat pemindah panas yang terdiri dari sebuah pipa besar (shell) dan beberapa buah pipa kecil (tubes), fluida panas atau dingin bisa mengalir melalui shell atau tubes.
Luas bidang perpindahan panas sama dengan luas selimut pipa kecil atau shell.
Luas bidang perpindahan panas diperbesar dengan memperbanyak tubes
Volume alat kecil tapi luas bidang perpindahan panas besar
Shell and tubes heat exchanger
Cocok untuk kapasitas besar (biasanya skala industri)
Dioperasikan secara sinambung/kontinu
Tubes
Fungsi, untuk mengalirkan fluida panas/dingin atau fluida yang akan dipanaskan/didinginkan.
Carbon, stailes steel dll Pola pemasangan tubes, square
(bujur sangkar) dan triangular (segitiga)
shell
Fungsi, sebagai tempat tubes dan tempat mengalirnya fluida panas/dingin atau fluida yang dipanaskan atau didinginkan
Bahan carbon steel
Baffle
Berfungsi untuk menturbulenkan aliran fluida yang melewati shell dan penyangga tubes
Luas penampang baffle ¾ dari luas penampang shell
Jarak baffle tidak boleh kurang dari 1/5 kali diameter luar shell
Vent (ventilasi)
Berfungsi, untuk mengeluarkan gas atau uap yang tidak terkondensasi.
Vent biasanya dipergunakan, jika shell and tubes difungsikan sebagai kondensor atau fluida yang mengalir di sisi shell masuk fasa uap/gas ke luar berupa fasa cair.
Jenis shell and tubes berdasarkan jumlah aliran yang melalui shell dan tubes
1-2 pass HE, artinya 1 kali fluida tersebut melewati shell dan 2 kali fluida tersebut melewati tubes
Bagaimana untuk 1-4 pass HE, 2-4 pass HE ????
Cooling Tower
Berfungsi sebagai pendingin air proses
Cooling tower di industri biasanya berada di unit utilitas