ANALISIS NILAI TRANSFER PANAS DALAM HEAT EXCHANGER TYPE 1-1 SHELL AND TUBE ALIRAN COUNTER CURRENT MENGGUNAKAN COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS

Reza Dyota Ahmad; Donny Ivananda; Ramadhani Santoso; Dyah Ratna Wulan

doi:10.33795/distilat.v9i2.2688

Authors

Reza Dyota Ahmad Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang, Jl. Soekarno Hatta No. 9, Malang 65141, Indonesia
Donny Ivananda Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang, Jl. Soekarno Hatta No. 9, Malang 65141, Indonesia
Ramadhani Santoso PT CADFEM Simulation Technology Indonesia, Axa Tower Lantai 36 Unit 5-6, Kuningan City Jl Prof. Dr. Satrio Kaveling 18, Jakarta 12940, Indonesia
Dyah Ratna Wulan Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang, Jl. Soekarno Hatta No. 9, Malang 65141, Indonesia

DOI:

https://doi.org/10.33795/distilat.v9i2.2688

Keywords:

heat exchanger, laboratorium virtual, laju alir, suhu, transfer panas

Abstract

Unit PLTA memanfaatkan turbin untuk mengkonversi energi kinetik air menjadi energi listrik. Arus alternatif yang terbentuk oleh turbin dikonversi oleh transformator menjadi arus bertegangan tinggi. Proses konversi ini disertai peningkatan suhu akibat hysteresis losses yang perlu diminimalisir menggunakan alat penukar panas berjenis heat exchanger type 1-1 shell and tube dengan aliran counter current. Analisis terhadap heat exchanger dapat dilakukan oleh laboratorium virtual Computational Fluid Dynamics yang terbilang praktis dan hemat biaya. Tujuan penelitian ini untuk menganalisis nilai transfer panas dalam heat exchanger pada berbagai suhu dan laju alir fluida panas masuk. Analisis dilakukan menggunakan perangkat lunak Fluent Ansys 2022 R2 dengan variabel bebas berupa laju alir (0,01; 0,5; 0,1 kg/s) dan suhu masuk fluida panas (383; 388; 393 K) serta variabel tetap berupa laju alir (0,8 kg/s) dan suhu fluida dingin masuk (293 K). Dari hasil analisis yang telah dilakukan, nilai transfer panas yang diberikan kepada fluida dingin akan semakin besar seiring dengan peningkatan laju alir dan suhu fluida panas masuk. Fluida panas dengan laju alir 0,1 kg/s dan suhu 393 K memberikan nilai transfer panas tertinggi sebesar 18974,27 W yang baik untuk mengoptimalkan kinerja alat penukar panas pada unit PLTA.

References

R. Hongtao, “Simulation Analysis of Inrush Current in No Load Closing of Transformer in Hydropower Station,” Energy Reports, vol. 7, no. 7, hal. 1175–1181, 2021.

Y. Gaos dan C. Widiawati, “Reverse Engineering Oil Cooler Double Tube PLTA Jatiluhur,” AME (Aplikasi Mek. dan Energi) J. Ilm. Tek. Mesin, vol. 3, no. 1, hal. 41–44, 2017.

J. Holman, Heat transfer. McGraw Hill Higher Education, 2010.

I. Bizzy dan R. Setiadi, “Studi Perhitungan Alat Penukar Kalor Tipe Shell and Tube dengan Program Heat Transfer Research Inc. (HTRI),” J. Rekayasa Mesin Univ. Sriwij., vol. 13, no. 1, hal. 67–77, 2013.

P. Coniwati, F. Zamali, dan V. Rance, “Evaluasi Efisiensi Heat Exchanger di Refinery Plant Industri Minyak Goreng,” J. Tek. Kim., vol. 25, no. 1, hal. 18–20, 2019.

S. Ihsan, “Analisis Bentuk Aliran pada Kondensor Tipe Shell dan Tube Menggunakan Simulasi CFD (Computational Fluid Dynamics),” J. JIEOM, vol. 1, no. 1, hal. 19–22, 2018.

A. Krisunarya, “Simulasi CFD Karakteristik Hidrodinamika Fermentor Bioetanol,” Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, 2017.

Y. Damayanti, “Simulasi Temperature Control System pada Internal Flow Fluida Viscous dengan Menggunakan Perangkat Lunak CFD (Computational Fluid Dynamics),” Universitas Sebelas Maret, 2012.

A. Fahmi, “Analisa Numerik APK Shell Helical Coil Bersirip pada Aplikasi ACWH,” Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara Medan, 2020.

E. Kiswoyo dan A. I. Ramadhan, “Perancangan dan Validasi Desain Alat Penukar Kalor Tipe Shell and Tube Menggunakan Computational Fluid Dynamics,” Din. J. Ilm. Tek. Mesin Univ. Muhammadiyah Jakarta, vol. 8, no. 2, hal. 39–46, 2017.

A. Marali, S. Wahyudi, dan N. Hamidi, “Analisa Fluida Nano Al2O3-Air Pada Alat Penukar Kalor Proses Pendinginan (Metode Simulasi),” Re TII, hal. 413–418, 2017.

R. Permatasari dan I. Andimas, “Optimalisasi Desain Alat Penukar Panas Jenis Shell and Tube Heat Exchanger Menggunakan Metoda Computational Fluid Dynamics,” Jur. Tek. Mesin FTI Trisakti, vol. 2016, hal. 1–7, 2016.

M. Bakrie dan M. Fatimura, “Optimalisasi Rancangan Shell-dan-Tube Heat Exchangers (Tinjauan Literatur),” J. Redoks, vol. 5, no. 2, hal. 116–134, 2020.

Beldar, R. Devrao, dan S. Komble, “Mechanical Design of Shell and Tube Type Heat Exchanger as per ASME Section VIII Div.1 and TEMA Codes for Two Tubes,” Int. J. Eng., vol. 8, no. 7, hal. 1–4, 2018.

A. Husen, A. Ichwan, dan N. Cholis, “Analisis Pengaruh Kecepatan Aliran Fluida Dingin terhadap Efektivitas Shell and Tube Heat Exchanger,” Bina Tek., vol. 16, no. 1, hal. 1–10, 2020.

N. Titahelu, “Analisis Pengaruh Kecepatan Fluida Panas Aliran Searah terhadap Karakteristik Heat Exchanger Shell and Tube,” J. Teknol., vol. 5, no. 2, hal. 819–824, 2019.

A. Wardhani, A. Labumay, dan E. Ningsih, “Influence of Fluid Inflow Rate on Performance Effectiveness of Shell and Tube Type Heat Exchanger,” J. Mech. Eng. Sci. Innov., vol. 2, no. 1, hal. 9–15, 2022.

K. M, R. Allifia, E. Sari, D. Pratiwi, dan E. Ningsih, “Pengaruh Laju Alir Fluida Panas dan Fluida Dingin terhadap Besarnya Transfer Panas pada Alat Heat Exchanger,” Semin. Nas. Sains dan Teknol. Terap. X 2022, hal. 1–7, 2022.