.

Jumat, 24 Maret 2017

"Teknologi Alat Heat Exchanger"

"TEKNOLOGI HEAT EXCHANGER"

Oleh: @D15-Vindi


Dalam Bahasa Indonesia heat exchanger memiliki arti harfiah alat penukar panas. Namun di sini saya akan tetap menggunakan bahasa aslinya agar tidak terjadi kerancuan lebih lanjut. Pengertian ilmiah dariheat exchanger adalah sebuah alat yang berfungsi untuk mentransfer energi panas (entalpi) antara dua atau lebih fluida, antara permukaan padat dengan fluida, atau antara partikel padat dengan fluida, pada temperatur yang berbeda serta terjadi kontak termal. Lebih lanjut, heat exchanger dapat pula berfungsi sebagai alat pembuang panas, alat sterilisasi, pesteurisasi, pemisahan campuran, distilisasi (pemurnian, ekstraksi), pembentukan konsentrat, kristalisasi, atau juga untuk mengontrol sebuah proses fluida.

Satu bagian terpenting dari heat exchanger adalah permukaan kontak panas. Pada permukaan inilah terjadi perpindahan panas dari satu zat ke zat yang lain. Semakin luas bidang kontak total yang dimiliki olehheat exchanger tersebut, maka akan semakin tinggi nilai efisiensi perpindahan panasnya. Pada kondisi tertentu, ada satu komponen tambahan yang dapat digunakan untuk meningkatkan luas total bidang kontak perpindahan panas ini. 


http://artikel-teknologi.com/macam-macam-heat-exchanger-alat-penukar-panas-bagian-1/
Secara umum, heat exchanger adalah suatu peralatan industri yang didalamnya terjadi proses perpindahan panas dari dua fluida yang memiliki temperatur yang berbeda (dingin dan panas). Dimana fluida yang memiliki temperatur lebih tinggi akan memindahkan panas kepada fluida yang lebih dingin, atau dengan kata lain, fluida yang memiliki temperatur rendah akan menyerap panas dari fluida yang memeiliki temperatur tinggi. Proses transfer panas di dalam HE terjadi dengan tiga cara yaitu konveksi, konduksi dan radiasi.

Heat Exchanger Tipe Kontak Tak Langsung

Prinsip perpindahan panas pada HE jenis ini terjadi dengan menggunakan lapisan dinding yang memisahkan kedua fluida yang berbeda temperatur tersebut. sehingga selama proses transfer panas, tidak terjadi kontak langsung antara fluida-fluida yang digunakan sebagai media pemanas maupun pendingin. Heat exchanger jenis ini masih terdiri dari berbagai jenis, berikut adalah jenis-jenisnya:

1. Fluidized Bed Heat Exchanger

Pada heat exchanger jenis ini menggunakan komponen solid yang berfungsi untuk menyimpan panas yang berasal dari aliran fluida panas yang melewatinya. Untuk memperoleh panas secara maksimal, maka fluida panas yang mengalir akan dihambat alirannya sehingga kecepatan aliran dari fluida tersebut mengalami penurunan, sehingga akan terjadi penyerapan panas oleh komponen solid tersebut dalam jumlah yang besar. Selanjutnya fluida yang memiliki temperatur dingin akan mengalir melalui pipa yang didalamya terdapat komponen solid penyimpan panas. Secara bertahap energi panas yang terkandung pada komponen solid tersebut akan diserap oleh fluida dingin yang mengalir.

2. Heat Exchanger Type Direct-Transfer

Heat exchanger jenis sering juga disebut sebagai heat exchanger recuperator. Prinsip kerjanya yaitu, fluida cair akan dialirkan secara terus-menerus dan akan mengalami pertukaran panas dari fluida lain yang memiliki suhu berbeda. Kedua fluida yang mengalir dipisahkan oleh dinding pembatas. Hal yang membedakan heat exchanger jenis ini dengan HE tipe kontak tak langsung lainnya yaitu aliran dari fluidanya yang terus mengalir secara terus-menerus tanpa henti, begitupun dengan proses perpindahan panasnya.

3. Storage Heat Exchanger

Sesuai dengan namanya, heat exchanger jenis ini memindahkan panas dari fluida yang memiliki temperatur tinggi ke fluida yang bertemperatur rendah secara bertahap (intermittent) karena menggunakan prinsip penyerapan dan perpindahan panas. Berbeda dengan heat exchanger tipe direct-transfer karena aliran fluidanya tidak berlangsung secara terus menerus. Terdapat proses penyimpanan panas pada dinding-dinding pemisah yang diperoleh dari fluida panas yang telah dialirkan sebelumnya. Perpindahan panas terjadi setelah fluida dingin dialirkan masuk dan selanjutnya akan menyerap panas dari dinding tersebut.

Heat Exchanger Tipe Kontak Langsung

Dalam penggunaanya, heat exchanger dapat digunakan sebagai alat untuk menghilangkan atau menurunkan panas, pembentukan kondensat, kristalisasi dan untuk mengontrol sebuah proses pengolahan fluida. Secara umum, HE dapat digolongkan dalam dua jenis berdasarkan dengan proses transfer panas, yaitu heat exchanger tipe kontak langsung dan Heat Exchanger tipe kontak tak langsung. Artikel kali ini membahas mengenai HE tipe kontak langsung.

Heat Exchanger tipe kontak langsung adalah suatu proses perpindahan panas yang terjadi antara dua atau lebih fluida dan disertai dengan terjadinya proses pencampuran sejumlah massa dari fluida-fluida tersebut. Adanya perpindahan panas dari fluida-fluida tersebut biasanya diikuti oleh terjadinya perubahan fase dari salah satu fluida. Adanya perubahan fase menandakan bahwa telah terjadi transfer panas yang cukup besar dan akan meningkatkan kecepatan panas yang terjadi. Heat exchanger tipe kontak langsung masih terdiri dari beberapa jenis, yaitu:

1. Gas-Liquid Excharger

Heat Exchanger tipe ini menggunakan dua fluida kerja yang berbeda, yaitu fluida cair dan gas. Salah satu aplikasi yang sering digunakan pada tipe ini yaitu cooling tower. Cooling tower umumnya digunakan pada suatu pembakit listrik tenaga uap yang lokasinya nerada jauh dari sumber air. Sehingga aplikasi ini menggunakan udara sebagai media pendingin, sedangkan air berperan sebagai media yang akan didinginkan. Cara kerjanya yaitu dengan menyemprotkan air ke dalam cooling tower sehingga akan terjadi pencampuran antara kedua fluida tersebut (air dan gas) dan disertai dengan proses perpindahan panas. Pada tahap akhir, air akan terkondensasi dan terkumpul pada bagian bawah cooling tower.

2. Immiscible Fluid Exchanger

Heat Excharger jenis ini mencampurkan dua jenis fluida yang berbeda sehingga akan terjadi proses perpindahan panas. Secara umum, proses yang terjadi tidak akan berpengaruh terhadap fase dari kedua fluida, namun bisa saja akan diikuti dengan proses evaporasi maupun kondensasi. HE jenis ini biasanya digunakan pada sebuah pembangkit listrik tenaga surya.

3. Liquid Vapour Heat Exchanger

Heat Excharger tipe ini berfungsi untuk menurunkan maupun meningkatkan temperatur fluida. Perpindahan panas yang terjadi antara dua fluida yang berbeda fase yang diikuti denga pencampuran sejumlah massa antar keduanya. Untuk proses peningkatan temperatur air, maka akan dilakukan pencampuran antara uap air yang bertemperatur tinggi ke dalam aliran air yang memiliki temperatur rendah. Sedangkan bila tujuannya untuk menurunkan temperatur air, maka akan dilakukan penyemprotan air ke dalam uap air tersebut (biasanya dilakukan pada boiler).


      KESIMPULAN

Sebuah studi numerik mengenai pengaruh variasi type baffle terhadap karakteristik aliran dan perpindahan panas pada heat exchanger type shell and tube dengan variasi double segmental baffle dan helical baffle.maka didapatkan  kesimpulan sebagai berikut.

  1. Heat exchanger dengan tipe double segmental baffle mempunyai keluaran temperature = 306.745 0K. Sedangkan temperatur pada helical baffle = 307.0220K.
  2. Kecepatan rata-rata sepannjang aliran dalam shell heat exchanger dengan double segmental baffle = 5 m/s. Dan untuk helical baffle sebesar = 6 m/s
  3. Nilai koefisien konveksi rata-rata pada heat exchanger tipe baffle double segmental  = 218.408 w/m2 K. dan. untuk helical baffle ho rata-rata sebesar = 171.122 w/m2 K.
  4. Pressure drop untuk double segmental baffle turunhingga mencapai  – 2100 pascal. Sedangkan pressure drop pada helical baffle hanya turun sekitar -500 pascal


Daftar Pustaka

 Ozden, E., and Tari, I., 2010, "Shell Side CFD  of a Small Shell 
and Tube Heat Exchanger", International Journal pf Energy 

(Di Akses Pada 24 Maret 2017)









Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Catatan: Hanya anggota dari blog ini yang dapat mengirim komentar.