Double Pipe Exchanger
Algoritma Perhitungan Perhitungan HE Double Pipe (Kern, 1950)
dengan, T : suhu fluida panas t : suhu fluida dingin c : kapasitas kapasitas panas s : spesific gravity gravity ρ : densitas/rapat densitas/rapat massa µ : viskositas k : konduktivitas panas ΔP : pressure drop
W w Rd
: laju alir massa fluida panas : laju alir massa fluida dingin : fouling factor/dirt factor
•
•
Secara umum, inner pipe adalah untuk fluida dengan laju alir massa lebih besar, besar, dan annulus untuk fluida dengan laju alir lebih kecil. Data diameter pipa yang umum digunakan untuk double pipe (Kern, 1950)
Algoritma Perhitungan HE Double Pipe (Kern, 1950) 1. Hitung Hitung Q dari nera neraca ca panas anta antara ra fluida fluida panas panas dan fluida fluida dingin dingin (kapasit (kapasitas as panas ditentukan dari suhu rata-rata rata-rata aritmatik) 2. Hitung (ΔT) LMTD (asumsikan counterflow) 3. Tentukan entukan suhu rata-r rata-rata ata untuk untuk masing masing masing fluida (untuk (untuk mengevaluasi mengevaluasi sifat-sifat fisis) annulus: 4. hitung hitung flow flow area, area, aa (ft2) = π(D22-D12)/4 5. hitung mass veloci velocity ty,, Ga (lb/(hr)(ft2) = w/aa 6. cari nilai nilai µ untuk fluida fluida yang meng mengalir alir pada inner pipe pada suhu s uhu rata-rata rata-rata fluida, hitung Re, Re=De.Ga/µ Re=De.Ga/µ , dengan De= (D22-D12)/D1 7. dari Fig Fig 24, tentuka tentukan n jH 8. hitu hitung ng Pr1/3 9. hitung ho dari dari pers pers 6.15b
Inner pipe: 4. hitung hitung flow flow area, area, ap (ft2) = πD2/4 5. hitung mass veloci velocity ty,, Gp (lb/(hr)(ft2) = w/ap 6. cari nilai µ untuk untuk fluida fluida yang yang mengalir pada inner pipe pada suhu rata-rata fluida, hitung Re, Re=D.Gp/µ 7. dari Fig 24, tentu tentukan kan jH 8. hitu hitung ng Pr1/3 9. hitung hi dari dari pers pers 6.15a 6.15a 10.hitung hio , hio=hi(Ai/A)=hi(ID/OD) hio=hi(Ai/A)=hi(ID/OD)
Algoritma Perhitungan HE Double Pipe (Kern, 1950) lanjutan 11. 12. 13. 14.
Hitung Hitung Uc, 1/Uc=( 1/Uc=(1/h 1/hio) io)+(1 +(1/ho /ho)) Hitung UD, 1/UD=(1/Uc)+Rd Hitung Hitung A, tentu tentukan kan panjang panjang total total dan jumlah jumlah hairpin hairpin Hitung Hitung pressur pressure e drop drop untuk untuk inner inner pipe pipe dan dan annulus annulus
annulus: 1. hitung De’= (D2 - D1), hitung Re dengan De’, Re’=De’.Ga/µ 2. dari Re’ hitung f dengan pers 3.47b 3. hitung ΔFP=4fGp2L/2gρ L/2gρ2D 4. hitung V=G/3600ρ 5. hitu hitung ng ber berdasa dasarr juml jumlah ah hair hairpi pin n ΔFl= (jumlah hairpin) (V2/2g’) 6. hitung ΔPa=(Δ =(ΔFl +ΔFP) ρ /144 7. band bandin ingk gkan an deng dengan an allo allow wable able ΔP
Inner pipe: 1. dari Re Re inner pipe pipe (langkah (langkah ke-6 ke-6 pada perhitungan sebelumnya) sebelumnya) hitung f dengan pers 3.47b 2. hitu hitung ng ΔFP=4fGp2L/2gρ L/2gρ2D 3. hitu hitung ng ΔPp=ΔFPρ/144 4. bandingkan bandingkan dengan dengan allowabl allowable e ΔP
Pers 6.15a hi jH .
k c
1
3
D k 13
0,14
13
0,14
dengan jH k k w hi D c
Pers 6.15b
k c ho jH . De k
1
3
ho De c dengan jH k k w pers 3.47b f 0,0035
0,264 264
DG / 0,42
Example 6.1 (Kern, 1950) Double Pipe Benzene-Toluene Exchanger It is desired to heat 9820 lb/hr of cold benzene from 80 to 120 F using hot toluene which is cooled from 160 to 100 F. The specific gravities at 68 F are 0,88 and 0,87, respectivelty. The other fluid properties will be found in appendix. A fouling factor of 0,001 should be provided for each stream, and the allowable pressure drop on each stream is 10,0 psi.
A number of 20-ft hairpins of 2 by 1 ¼ in IPS are available. How many hairpins are required?
Perancangan HE
Jadi, untuk merancang merancang HE diperlukan pengetahuan mengenai konsep perpindahan panas, pengetahuan tentang proses, dan prinsip-prinsip ekonomi
Buku Referensi Referensi perancangan HE: PROCESS HEAT TRANSFER (DQ KERN)
QUIZ 11 1. Gambar Gambarka kan n pro profil fil suhu suhu unt untuk uk kombina ombinasi si arus-a arus-arus rus berikut ini dan hitung (Δ (ΔT)LMTD Cold Fluid
in
Out
Hot fluid
Keterangan Keter angan
in
out
30 oC
60 oC
100 oC
45 oC
Parallel flow
93 oF
180 oF
200 oF
135 oF
Counterflow
102 oF
290 oF
430 oF
225 oF
Counterflow
120 oC
160 oC
200 oC
200 oC
Parallel flow
2. Jela Jelask skan an apa apa yan yang g dim dimak aksu sud d den deng gan UD, UC, Rd, hio dan ho
