Topic outline
Pengantar Perpindahan Panas
Perpindahan panas konduksi, konveksi dan radiasi
Buku "Heat Transfer" karangan Holman, dkk
2. Perpindahan panas konduksi
1. A hot fluid enters a concentric-pipe apparatus at a temperature of 300°F and is to be cooled to 200°F by a cold fluid entering at 100°F and heated to 150°F. Shall they be directed in parralel flow or counter flow?
2. If 3 kW is conducted through a section of insulating material 0.6 m2 in cross section and 2.5 cm thick and the thermal conductivity may be taken as 0.2 W/moC, compute the temperature difference across the material.
3. Water flows at the rate of 0.5 kg/s in a 2.5-cm-diameter tube having a length of 3 m. A constant heat flux is imposed at the tube wall so that the tube wall temperature is 40◦C higher than the water temperature. Calculate the heat transfer and estimate the temperature rise in the water. The water is pressurized so that boiling cannot occur.
Pembahasan Tugas 1
3. Perpindahan panas konveksi
- Dasar-dasar konveksi dan bilangan tak berdimensi
Konveksi paksa dan konveksi alamiah
5. Alat penukar panas (heat exchanger/HE)
Pengenalan jenis-jenis alat penukar panas/HE
Dasar perhitungan desain HE
1. Fluida panas memasuki pipa konsentris pada suhu 300 F dan didinginkan hingga 200 F menggunakan fluida dingin yg masuk pada suhu 100 F dan keluar bersuhu 150 F.
a. Berapa nilai ΔT lmtd ?
b. Susunan mana yg lebih baik, paralel atau lawan arah ?
2. Diinginkan untuk memanaskan 9820 lb / hr benzene dari suhu 80 F menjadi 120 F, menggunakan toluen panas bersuhu 160 F yang akan mendingin menjadi 100 F.A.Berapa laju alir toluen yang dibutuhkan untuk keperluan ini ?B.Bila nilai U = 115 Btu/hr.ft2.F, berapa luas transfer panas yg diperlukan?C.Jenis HE apa yang sesuai ?3. Diinginkan untuk mendinginkan 33114 lb / hr butanol dari suhu 210 F menjadi 105 F, menggunakan air bersuhu 95 F yang akan memanas menjadi 105 F.A.Berapa laju alir air yang dibutuhkan untuk keperluan ini ?B.Bila nilai U = 200 Btu/hr.ft2.F, berapa luas transfer panas yg diperlukan?C.Jenis HE apa yang sesuai ?
6. Perancangan alat-alat penukar panas
Buku Referensi untuk perancangan alat penukar panas.
Dasar perhitungan dan contoh perancangan DPHE (Kern chap.5 & 6)
7. Latihan soal persiapan UTS
1. Sebuah dinding tebalnya 2 cm dibangun dari bahan yang konduktivitas termalnya rata-rata 1,3 W/m.0C. Dinding ini diisolasi dengan bahan yang mempunyai konduktivitas termal 0,35 W/m.0C sehingga kehilangan kalor tiap meter persegi tidak lebih dari 1830 W. Andaikan suhu dinding dalam dan luar yang diisolasi itu 13000C dan 30 0C, hitunglah tebal isolasi yang diperlukan.
2. Sebuah pipa 2,0 in Sch.no.40 mempunyai k = 27 Btu/h.ft.0F. Fluida di dalam pipa mempunyai h = 30 Btu/h.ft2.0F. Permukaan luar dilapisi dengan kaca serat setebal 0,5 in dengan k = 0,023 Btu/h.ft.0F. Koefisien konveksi pada permukaan luar isolasi sebesar 2,0 Btu/h.ft2.0F. Suhu fluida di bagian dalam pipa 320 oF dan di bagian luar 70oF. Hitunglah rugi kalor per ft panjang pipa.
3. Sebuah kawat dengan diameter 1,0 mm berada pada suhu 400oC dan terbuka pada lingkungan konveksi bersuhu 40oC dengan h = 120 W/m2.0C.
a. Hitunglah konduktivitas termal yang akan menyebabkan isolasi setebal 0,2 mm menghasilkan jari-jari kritis.
b. Berapa tebal isolasi harus ditambahkan untuk mengurangi perpindahan kalor sebanyak 75% dari yang terjadi bila kawat tidak diisolasi?
9. Shell & Tube HE
Dasar-dasar perancangan HE Shell & tube
Contoh perancangan SHE
10. Alat penukar panas dengan perubahan fasa
Alat-alat penukar panas yang melibatkan proses penguapan dan pengembunan, single maupun multi komponen
Menghitung titik didih dan titik embun larutan multi komponen
- •Buatlah program Excel untuk menghitung nilai bubble point dan dew point dari komposisi campuran berikut :C4 10,5C5 150,0C6 39,6C7 63,7C8 191,5
Perhitungan perancangan kondenser untuk campuran uap
Perhitungan heat load pada perancangan kondenser campuran uap
Vaporiser, reboiler dan perancangan vaporiser
Perancangan HE pada reaktor
Perancangan jaket dan koil pada reaktor dan tangki
1. Sebuah tangki pencampur berisi cairan bersuhu tetap 1500F. Sejumlah 40.000 Btu/jam kalor disuplai oleh steam bersuhu 2500F yang mengalir dalam koil yang tercelup pada cairan. Koil berbentuk pipa dengan OD ½ in dengan diameter rata-rata lilitan 9,6 in. Bila diketahui koefisien transfer panas overall koil tersebut (Ud) 200 Btu/jam.ft2.0F, hitung berapa lilitan yang diperlukan !
2. Sejumlah 2000 lb cairan dalam tangki berpengaduk didinginkan dengan koil pendingin yang dialiri media pendingin bersuhu 200F hingga naik menjadi 30°F. Cairan tersebut memiliki kapasitas panas rata-rata 0,57 Btu/lb.0F, mula-mula bersuhu 800F dan akan didinginkan hingga bersuhu 400F. Bila koefisien transfer panas overall koil pemanas (Ud) 120 Btu/jam.ft2.0F, dan cairan tersebut didinginkan selama 3 jam, berapa luas permukaan koil ?
3. Sebuah tabung berukuran IPS (Iron Pipe Size) 24 in dipergunakan untuk proses pencampuran (mixing) cair-cair. Sejumlah 140 L cairan akan diproses dalam tabung tersebut. Bila jaket pemanas diperlukan agar pencampuran berjalan sempurna, berapa ketinggian jaket yang diperlukan ? Berapa luas transfer panas di sisi luar tabung ?