Menghitung temperatur keluaran utk hot and cold streams di heat exchanger

Kemarin pernah iseng2 menurunkan persamaan utk menghitung temperature keluaran hot dan cold streams di heat exchanger. Perhitungan ini dilakukan secara straightforward jika diketahui dimensi HE dan streams tsb murni countercurrent (spt gbr di bawah). Jika tidak maka faktor koreksi ∆TLMTD nya mesti dimasukkan dan perhitungan pun menjadi trial and error.

Penurunan ini sengaja ditulis krn agak kerepotan jg pas membuat penurunannya. Jd mendingan ditulis biar gampang dilacak kembali klo perlu. Anyway, begini penurunannya

QH = mH*CpH*(THin-THout) ……………………………. (1)

QC = mC*CpC*(TCout-TCin) ……………………………. (2)

Jika persamaan (1) dan (2) dihubungkan, maka:

QH = QC

mH*CpH*(THin-THout) = mC*CpC*(TCout-TCin)

THout = THin – (mH*CpH)/( mC*CpC)*( (TCout-TCin) ……………………(3)

Untuk energy balance di HE:

Q = U*A*∆TLMTD = U*A*((THin-TCout)-(THout-TCin))/(ln((THin-TCout)/(THout-TCin))) …….. (4)

Persamaan (2) dimasukkan ke persamaan (4), didapat:

QH = Q = U*A*((THin-TCout)-(THout-TCin))/(ln((THin-TCout)/(THout-TCin)))

mH*CpH*(THin-THout) = U*A*((THin-TCout)-(THout-TCin))/(ln((THin-TCout)/(THout-TCin))) …… (5)

Substitusi persamaan (3) ke persamaan (5), dan sedikit modifikasi maka TCout bisa dihitung sbb:

TCout = THin*(A-1)/(A-B) – TCin*(B-1)/(A-B) ……………………. (6)

Dengan:

A = 1/exp((B-1)/C) ……………………. (7)

B = (mC*CpC)/(mH*CpH) ……………. (8)

C = (mC*CpC)/(U*A) ………………… (9)

THout kemudian bisa dihitung dgn persamaan (3)

Utk HE yg gak murni countercurrent, maka faktor koreksi (F) nya diletakkan di persamaan (9) bagian U*A, sehingga:

C = (mC*CpC)/(U*A*F) ………………… (10)

Dengan nilai tebakan awal F, TCout dan THout bisa dihitung sesuai dgn penurunan di atas. Kemudian, nilai F ini harus dikoreksi kembali dgn hasil yg didapat utk TCout dan THout. Nilai F yg baru akan didpt dr grafik koreksi temperature utk HE tsb. Terus TCout dan THout mesti dihitung ulang lg, demikian seterusnya sampe nilai F terakhir sgt mendekati nilai F di iterasi sblmnya.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: