Plate Heat Exchanger Dby [PDF]

Citation preview

Perpindahan Panas ( Plate Heat Exchanger )



Tujuan



1. Untuk mengetahui fenomena perpindahan panas. 2.



Untuk mengetahui koefisien perpindahan panas dan dapat menghitung efisiensi kerja alat perpindahan panas ( Plate Heat Exchanger ).



Langkah Kerja



1. Mengkalibrasi alat pengukur laju alir ( flow meter ) untuk aliran fluida panas ( F1 ) dan aliran fluida dingin ( F2 ) dengan menggunakan alat bantu berupa gelas ukur 500 ml dan sebuah stopwatch. 2. Membuat kurva hubungan antara laju alir fluida panas dan laju alir fluida dingin sesungguhnya dengan yang terbaca pada alat flow meter. 3. Memasang alat Plate Heat Exchanger beserta pompa aliran fluida panas, kemudian memanaskan fluida panas dengan alat pemanas ( kompor gas ) sampai temperatur tetap (  80 0C ) untuk percobaan 1. 4. Melakukan percobaan 1 dengan temperatur tetap (  80 0C ) menggunakan laju alir 100 – 600 lt/jam untuk fluida panas maupun fluida dingin dengan laju alir yang sebelumnya telah dikalibrasi. 5. Melakukan percobaan 2 dengan laju alir untuk fluida panas dan fluida dingin tetap ) dan temperatur berubah menurut selang waktu 5 menit.



( 300 lt/jam



6. Melakukan percobaan 3 dengan laju alir untuk fluida panas dan fluida dingin tetap ) dan temperatur berubah menurut selang waktu 5 menit.



( 500 lt/jam



7. Mematikan alat pemanas dan aliran fluida panas, kemudian aliran fluida dingin setelah beberapa lama.



Instruksi Pemakaian Plate Heat Exchanger 1. Skope instruksi Gunakan plate heat exchanger hanya untuk operasional yang sesuai dengan desain yang telah ditetapkan, yaitu sesuai dengan data yang tertera dalam name plate. Jika dibutuhkan tambahan plate atau spare parts lain, silahkan lihat name plate dan sertakan nomor fabrikasi pada permintaan penawaran.



2. Informasi keselamatan dan keamanan kerja Plate heat exchanger adalah alat yang mediiumnya bias mengandung antara lain korosif, beracun temperature tinggi atau tekanan tinggi. Karena itu selalu ingat: UTAMAKAN KESELAMATAN Untuk itu, perhatikan instruksi berikut ini: * Jalankan PHE hanya sesuai dengan tujuan desain * Pastikan bahwa anda memakai sarung tangan saat memegang plate karena pinggir plate sangat tajam * Jalankan mesin hanya jika Anda telah memeriksan tekanan telah sesuai dengan data yang diberikan dan safety palte telah dipasang (jika ada). * Selama proses pemasangan dan servis, pastikan bahwa Anda mengerti situasi instalasinya. Jika PHE dipasang tidak permanenen sehingga membutuhkan alat bantu maka siapkan terbih dahulu alat bantu. * PHE boleh dibongkar hanya jika tekanan dalam PHE telah dikeluarkan dan telah memcapai temperature ruang. Perhatian! The surface temperature of the frame plates (frame) and especially the heat exchanger plates can absorb the operating temperature of the media flowing in the apparatus! * Gasket dan plate yang rusak harus diganti dengan yang baru. * Gunakan hanya spare plat yang asli dari vendornya (thermowave). Parts yang tidak asli vendornya sangat beresiko terjadi kebocoran.



* Pastikan bahwa orang yang menangani PHE ini adalah orang yang mengerti dengan mesin ini.



* Jangan jalankan PHE dalam lingkungan yang berbahaya * Lindungi diri Anda terhadap konsekuensi retaknya plate dengan menggunakan alat yang sesuai saat mengontrol transfer media dari satu sisi ke sisi lainnya. * Hati-hati terhadap area sekitar, karena sekitar PHE bisa menyebabkan kecelakaan disebabkan caairan yang licin atau cairan lainnya yang mungkin bocor. . * Saat melakukan service, lakukan pekerjaan jika: - semua pompa telah dimatikan dan valve telah ditutup, - PHE dalam kondisi tak bertekanan, - temperature PHE dalam kondisi sama dengan temperatu ruang. . • Jika terjadi kebakaran, gasket dapat meleleh dan media dalam PHE bisa keluar. Pastikan Anda memakai pelindung diri saat proses pemadaman dalam kondisi kebakaran.



Plate Heat Exchangers February 19, 2013



Ketika mempertimbangkan pemilihan jenis Heat Exchanger, ada beberapa kondisi yang mana Plate Heat Exchanger dapat menjadi pilihan yang terbaik dari sisi teknis dan ekonomi. Plate Heat Exchanger merupakan pilihan terbaik, selama temperature operasi tidak melebihi 180°C dan tekanan tidak melebihi 27.5 bar. Adapun kelebihan plate heat exchanger adalah :      



Kemampuan heat transfer yang tinggi, atau jika kita menginginkan rentang expansi yang sempit. Ukuran yang kecil (compact) Heat exchanger dengan nilai ekonomis yang tinggi Tahan korosi, karena plate heat exchanger ini umumnya menggunakan material alloy Kemampuan untuk menghemat energi dan merecover panas dengan penggunaan fluida apapun. Mempunyai thermal duty yang bisa mendekati design temperature yang di inginkan (dengan menambah atau mengurangi jumlah plate saja).



Kelebihan lain dari pemilihan jenis HE ini adalah, jika kita masih belum yakin dengan beban pendinginan/pemanasan yang akan di tangani, Plate Heat Exchanger sangat flexible, modular dan bisa ditambah atau di kurangi jumlah plate nya sesuai dengan operasi yang di inginkan, sehingga sangat menghemat capital.



Plate Heat Exchanger Perpindahan Kalor Perpindahan kalor adalah ilmu yang memperkirakan terjadinya perpindahan energi yang



disebabkan oleh adanya perbedaan suhu di antara benda atau material. Ilmu perpindahan kalor menjelaskan bagaimana energi berpindah dari suatu benda ke benda lain dengan memperkirakan laju perpindahan yang terjadi pada kondisi-kondisi tertentu.(Holman, 1986)



Perpindahan Panas Konveksi dalam Pipa Perpindahan panas yang melibatkan liquid atau gas pada alat penukar panas, perpindahan panas secara konveksi sama dengan perpindahan panas secara konduksi. Dalam proses industri, umumnya panas berpindah dari fluida yang satu menuju ke fluida yang lain setelah melalui dinding padat. Gambar a memperlihatkan bahwa panas berpindah dari aliran fluida panas ke aliran fluida dingin dengan menunjukkan profil suhu. Pada aliran fluida turbulen, gradien kecepatan antara aliran di bagian bulk terhadap sublapisan viscous yang tipis yang berada dekat dinding sangat tinggi. Dalam hal ini, perpindahan panas konduksi timbul dengan perbedaan suhu yang tinggi yaitu dari T2 ke T3 ( bagian fluida panas ). Setelah jauh melewati dinding, dan mendekati bagian turbulen, suhu menjadi berkurang dan perbedaan T1 dan T2 menjadi kecil sebab timbul gerakan gaya Eddy. Suhu rata-rata lapisan film fluida air panas lebih kecil daripada suhu di bagian bulk T1. Hal ini juga dapat dijelaskan untuk profil suhu pada air dingin. Tipe aliran fluida, laminar atau turbulen mempunyai pengaruh yang besar terhaadap koefisien perpindahan panas konveksi (h), di mana hambatan perpindahan panas terdapat di dalam lapisan film tipis dekat dengan dinding. Semakin turbulen aliran, semakin besar koefisien perpindahan panas konveksinya. Korelasi untuk memprediksi harga koefisien film (h) dipengaruhi oleh sifat fisik fluida, tipe dan kecepatan aliran, perbedaan suhu dan geometri dari system fisika (Geankoplis, 1983)



Alat penukar kalor Penukar kalor adalah alat untuk melaksanakan perpindahan energi thermal dari satu fluida ke fluida yang lain. Dalam penukar kalor yang paling sederhana, fluida panas dan fluida dingin bercampur langsung sedangkan dalam kebanyakan penukar kalor yang lain kedua fluida itu terpisah oleh suatu dinding. Penukar kalor jenis ini, disebut rekuperator, mungkin hanya berupa dinding rata sederhana yang memisahkan dua fluida yang mengalir, tetapi mungkin pula merupakan konfigurasi rumit yang melibatkan lintas-lintas rangkap, sirip, atau sekat. Dalam hal ini, diperlukan prinsip perpindahan kalor konduksi dan konveksi, kadang-kadang juga radiasi, untuk memberikan prosos pertukaran energi.



Jenis-jenis penukar kalor Jenis-jenis penukar kalor yang umum antara lain ialah jenis platrata ( flat-plate ), selongsong dan tabung ( shell and tube ) dan jenis aliran silang (crossflow ). Contoh penukar kalor pipa ganda ( double pipe exchanger ), yang merupakan salah satu bentuk yang paling sederhana dari jenis shell and tube, terlihat pada gambar b. jika kedua fluida mengalir menurut arah yang sama, seperti pada gambar, maka penukar kalor itu termasuk jenis aliran sejajar ( parallel flow ); jika kedua fluida mengalir berlawanan arah, maka penukar kalor itu disebut jenis aliran lawan arah ( counterflow ). (R.Pitts dan E.Sissom,1987)



Plate Heat Exchanger (PHE) PHE adalah suatu alat perpindahan panas yang berbentuk frame yang diberi plate sebagai sekat-sekat. Perpindahan panas yang ada terjadi lewat plate-plate yang berfungsi sebagai sekat konduktor tersebut. Kelebihan PHE dibandingkan HE yang lain adalah luas permukaan perpindahan panas yang lebih besar dengan jumlah fluida yang sama, sehingga dari segi pinch analysis hal ini lebih menguntungkan karena perpindahan panas yang terjadi lebih efisien. Dari segi manufaktur, hal ini menguntungkan karena tidak memerlukan tempat yang terlalu luas.



Struktur sederhana dari PHE



PHE dapat digunakan pada industri yang memproduksi bahan makanan karena suhu dan tekanan operasi yang terjadi tidak terlalu besar sehingga tidak merusak bahan makanan. (www.cepmagazine.org)



Perhitungan penukar kalor Sasaran utama merancang penukar kalor adalah untuk menentukan berapa luas permukaan yang diperlukan untuk memindahkan kalor pada laju tertentu dengan suhu zat cair dan laju aliran tertentu. Hal ini akan lebih mudah bila kita menggunakan koefisien perpindahan kalor menyeluruh ( U ) dalam persamaan fundamental perpindahan kalor q = U.A.dT lmtd di mana dT lmtd adalah beda suhu efektif rata-rata untuk keseluruhan penukar kalor. Faktor pengotor Kinerja penukar kalor bergantung pada permukaan untuk perpindahan kalor itu bersih atau tidak. Jika ada endapan pada permukaan itu, tahanan thermal akan meningkat, sehingga performansnya pun akan berkurang. Tambahan tahanan itu biasanya diperhitungkan sebgai factor pengotoran ( fouling factor ). Faktor pengotoran ditentukan secara eksperimen dengan menguji penukar kalor itu dalam keadaan bersih dan keadaan kotor didefinisikan sebagai berikut :



Rd = (1/Ud)-(1/Uc) (R.Pitts dan E.Sissom,1987) sumber: Geankoplis, J.C, 1993, “Transport Processes and Unit Operations” 3rd edition, Prentice Hall, New Delhi Holman, J.P , “Perpindahan Panas”, edisi keenam, Erlangga, Jakarta Kern, Donald, 1965, “ process Heat Transfer”, Mc.Graw Hill International edition, Singapore R.Pitts and E.Sissom, 1987, ”Perpindahan Kalor”, Erlangga, Jakarta (www.cepmagazine.org)



Overview: Plate Heat Exchanger by Imam Mahmudi Working for thermowave GmbH – PHE manufacturer



Apa itu Plate Heat Exchanger? Plate heat exchanger (PHE) adalah satu jenis alat penukar panas yang menggunakan plate untuk memindahkan panas antara dua fluida. PHE mempunyai banyak keuntungan dibanding dengan heat exchanger konvensional karena permukaan heat transfernya jauh lebih luas dimana fluida mengalir ke seluruh permukaan plate. Dengan demikian, perubahan temperatur terjadi sangat cepat dalam PHE. Keuntungan plate heat exchanger Beberapa keuntungan mengunakan PHE antara lain: • Kebutuhan tempat yang kecil: dengan strukturnya yang compact, tempat yang dibutuhkan dan berat PHE relatif lebih kecil 80% dibanding dengan shell and tube HE. • Kapasitas heat transfer yang tinggi: Plate dalam PHE dibentuk berlekuk dan membuat jalur aliran yang sempit sehingga aliran fluida didalamnya mengalami turbulensi yang tinggi sehingga koefisien perpindahan panas menjadi tinggi dan penetrasi temperatur juga tinggi. • Kuantitas refrigerant yang kecil: Dari konstruksinya yang compact, PHE mempunyai volume refrigerant yang kecil. Hal ini sangat berarti untuk fluida/refrigerant seperti ammonia, obat-obatan, minuman dll. • Kotoran yang terjadi cenderung kecil: Aliran yang turbulent dalam PHE membuat partikel partikel kotoran tetap menngalir ( tidak berhenti) sehingga kecendderungan untuk kotor dalam PHE kecil. • Ketahanan korosi yang tinggi: Material gasket dan plate dipilih dengan



mempertimbangkan kondisi fluida yang mengalir seperti temperatur, sifat korosif fluida saat proses heat transfer. Plates hanya dibuat dengan stainless steel kualitas tinggi dan alloy khusus. • Sistem konstuksi modular: Seluruh part PHE dibuat dengan komponen standar dan dikencangkan dengan baut/mur sehingga PHE bisa dimodifikasi. • Perawatannya mudah: Plate heat exchanger mudah dibuka untuk tujuan inspeksi dengan mengendurkan baut pengencang (stud bolt). Plate dapat langsung dibersihkan. Jika diperlukan, salah satu atau beberpa plate atau modul bisa diganti. Gasket juga bisa diganti dengan mudah jika tidak menggunakan lem. . • Harga: Tkeuntungan keuntungan diatas sangatlah relefan dan berdampak positif terhadap biaya pengadaan dan operasional.



Plate Heat Exchanger Gasket (PHE) Plate Heat Exchanger Gasket (PHE)



Fungsi dan cara kerja: Plate Heat Exchanger (PHE) berfungsi sebagai sistem pemanas atau pendingin dari suatu sistem produksi. Meskipun terdapat beberapa sistem lain, tetapi dari pengalaman dilapangan dapat disimpulkan bahwa PHE memiliki kinerja yang baik dan sulit untuk ditandingi sistem yang lain, salah satu contoh nyata, pada industri permen sistem PHE digunakan sebagai pemanas permen (hard candy) yang akan dicetak, dengan digunakannya sistem PHE, maka permen yang dihasilkan jaul lebih bening dibandingkan dengan menggunakan sistem pemanas yang lainnya.



Plate Heat Exchanger (PHE) 00.20 letshare No comments Plate Heat Exchanger (PHE) berfungsi sebagai sistem pemanas atau pendingin dari suatu sistem produksi. Meskipun terdapat beberapa sistem lain, tetapi dari pengalaman di lapangan dapat disimpulkan bahwa PHE memiliki kinerja yang baik dan sulit ditandingi sistem yang lain, salah satu contoh nyata, pada industri permen, sistem PHE digunakan sebagai sebagai pemanas permen (hard candy) yang akan dicetak, dengan digunakannya sistem PHE maka permen yang dihasilkan jauh lebih bening dibandingkan dengan menggunakan sistem pemanas yang lainnya. Dari semua komponen yang ada pada sistem PHE, PHE Gasket merupakan komponen yang paling sering diganti, karena setiap pembongkaran PHE sebagian besar PHE Gasket sudah tidak dapat digunakan lagi karena mengalami deformasi bentuk (gepeng). PHE yang banyak dijumpai di industri dapat dikelompokkan menjadi dua jenis : a. Glue Type : Tipe glue ini memerlukan lem untuk memasang gasket pada plat PHE. Lem yang digunakan hendaknya ialah lem yang mempunyai ketahanan terhadap panas yang baik. b. Clip Type : Di sisi luar gasket tipe ini terdapat clip-clip, sehingga dalam pemasangannya cukup menancapkan clip-clip tersebut ke lubang yang terdapat pada plat. Pemasangan gasket tipe ini lebih mudah dan ringkas jika dibandingkan dengan tipe glue. PHE mempunyai banyak aplikasi, dan pada setiap aplikasinya mempunyai persyaratan yang berbeda-beda misalnya pada industri permen, PHE Gasket haruslah aman terhadap makanan, tahan terhadap panas tinggi (130oC), tahan terhadap soda api (caustic soda). http://www.sumantry.com/produk/produk-static-item-51-plate-heat-exchanger-gasket-phe



Heat Exchanger [Alat Penukar Kalor]



Definisi Heat Exchanger [Alat Penukar Kalor] atau biasa disebut alat penukar panas adalah alat yang dibangun untuk efisiensi perpindahan panas dari satu medium ke medium lainnya yang dipisahkan oleh dinding yang solid, sehingga tidak ada kontak langsung dan tidak bercampur Alat yang membantu perpindahan panas dari fluida panas ke fluida dingin tanpa ada kontak langsung, selalu menggunakan elemen konduksi yang bisasanya dalam bentuk tabung atau lempengan untuk memisahkan dua fluida.



Fungsi Heat Exchanger Mengontrol sistem atau substansi temperatur dengan menambah atau menghilangkan energi termal



Aplikasi Biasa digunakan pada pemanas ruangan, mesin pendingin, pembangkit tenaga listrik, pabrik kimia, pabrik petrokimia, kilang minyak bumi, pengolahan limbah. -Contoh : mesin pembakaran internal dimana air sebagai pendingin yang mengalir dalam radiator, dan udara mrlalui coil, sehingga air mendinginkan mesin, dan memanaskan udara yang masuk



Tipe - Tipe Heat Exchanger -Klasifikasi heat exchanger ada 2 : 1. Berdasarkan tipe aliran Berdasarkan tipe aliran ada 2 : Aliran parallel dan Aliran tabrakan 2. Berdasarkan tipe bentuk Berdasarkan tipe konstruksi ada 3 : Coil heat exchanger, plate heat exchanger, shell-and-tube heat exchanger