proposal tugas akhir -...
Post on 27-Mar-2019
235 Views
Preview:
TRANSCRIPT
SIDANG TUGAS AKHIR
DESAIN COMPACT HEAT EXCHANGER TIPEPLATE AND FIN SEBAGAI PENDINGIN
MOTOR PADA BOILER FEED PUMP STUDI KASUS PLTU PAITON, PJB
NUR SAPTI MARSHELIYANA2109 100 040
DOSEN PEMBIMBING :Prof. Dr. Ir. Djatmiko Ichsani, M.Eng
Jurusan Teknik MesinFakultas Teknologi IndustriInstitut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
Latar belakang
Permasalahan
Bagian-bagian dari plate fin HE
Rumusan Masalah
1. Kehilangan panas (heat loss) dapatdidinginkan
2. Menghindari adanya overheating yang dapatmenyebabkan motor mudah mengalamikerusakan
PendahuluanTujuan Penelitian• Merancang Plate Fin Heat Exchanger yang dapat
mendinginkan motor listrik yang ada di Unit Pembangkitan PJB Paiton.
• Hasil perancangan dari Plate Fin Heat Exchanger mampu mengatasi variasi beban yang ada di Unit Pembangkitan PJB Paiton.
Manfaat Penelitian• Dapat memperluas wawasan mahasiswa khususnya
penulis dalam merancang suatu Heat Exchanger• Dapat menjadi literatur bagi mahasiswa lain dalam
membuat jurnal ilmiah maupun karya tulis ilmiah.• Dapat dijadikan sebagai bahan pertimbangan untuk
mengatasi masalah pendinginan motor listrik yang adadi PLTU PAITON
Batasan Masalah
• Perancangan berdasarkan data operasi motor listrik dan Boiler Feed Pump (BFP) milik PT. PJB Unit Pembangkitan Paiton.
• Kondisi operasi diasumsikan steady state.
• Perpindahan panas yang terjadi secara konduksi dan konveksidengan mengabaikan perpindahan panas secara radiasi.
• Perancangan tidak mengikut sertakan analisa metalurgi dananalisa ekonomi.
Penelitian terdahuluNatasha Fitri Susanti (2010)
Analisis Unjuk KerjaVaporizer Oksigen cair (HE 38) dengan variasi desain
permukaan pada unit separasi udara studi kasusPT.Gresik Gases Indonesia
(BOC-Gases)
Penelitian terdahulu
• Wen, Kang Shung, Chau Tseng Shin (2006)
• Analysis of effectiveness and pressure drop in micro cross-flow heat
exchanger
• ∆P mengalami penurunan seiringdengan naiknya efektifitas.
Metodologi Penelitian
Skema proses pendinginan motor listrik
Data operasi motor listrik
Skema pola pikir
Langkah perhitungan
Menghitung nilai ∆TLMTD
Menghitung nilai UAdesain
Didapatkan dimensi HE
Nilai UALMTD = UAdesain
Input Q, Thi, Tho, Tci,Tco
Menghitung nilai UALMTD
Trial and error
Skema sistem heat exchanger
Perhitungan besarnya losses (beban yang harus didinginkan)
Perhitungan Temperatur udara yang keluar dari heat exchanger
Perhitungan UA LMTD
Hasil perhitungan UA perancangan
Hasil perbandingan UA LMTD dan UA perancangan
UA LMTD =17, 36 kW/K
UA perancangan
= 17, 59 kW/K
Tabel surface designation
Hasil perhitungan dimensi
Perhitungan Pressure drop udara panas
= 24,1184 Pa
Pressure drop pada fin
∆Pfin = 473, 3281 Pa
Sehingga diperoleh nilai ∆Ptotal :∆Ptotal = ∆Pducting + ∆Pfin
= 24,12 Pa + 473, 32 Pa= 461, 44 Pa
Perhitungan daya blower
Perhitungan Pressure drop udaradingin
Pressure drop pada fin
∆Pfin = 1673,45 Pa
Sehingga diperoleh nilai ∆Ptotal :∆Ptotal = ∆Pducting + ∆Pfin
= 154,62 Pa + 167,45 Pa= 1828,06 Pa
Perhitungan daya blower
Perhitungan performa HE vs bebanyang harus didinginkan
83,75 kW
125,63 kW
167,5 kW
175,98 kW
Temperatur udara panas yang keluardari HE
Pembebanan50 %
• 356, 28 K
Pembebanan75 %
• 364, 42 K
Pembebanan100 %
• 372, 56 K
Pembebanan105 %
• 374, 19 K
Temperatur udara dingin yang keluardari HE
Q(50 %)
• 311, 93 K
Q(75%)
• 316, 39 K
Q(100 %)
• 320, 85 K
Q(105 %)
• 321, 74 K
Tabel variasi beban yang harusdidinginkan vs effectiveness
Grafik pembebanan vs temperatur
305
310
315
320
325
330
335
340
345
350
355
360
0 50 100 150 200
Tem
per
atu
r (
K)
Beban (kW)
Grafik beban (q) vs Temperatur
Temperatur udara panas
Temperatur udara dingin
Grafik pembebanan vs effectiveness
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
0 50 100 150 200
Eff
ekti
ven
ess
(ɛ)
Beban (kW)
Grafik beban vs effectiveness
Series1
Kesimpulan
Dengan beban pendinginan sebesar 167,5 kW konstruksi heat exchanger yang sesuaiadalah sesuai dengan surface designation 5.3 pada buku Kays and London denganpanjang HE 1.556 m, lebar HE 0.897 m dan tinggi HE 1.229 m yang memiliki spesifikasisebagai berikut:
• Material heat exchanger adalah aluminium• Dengan Plate spacing (b) = 0.0119 m, radius hydraulic (rh) = 0.0015 m, ketebalan fin (δ) =
0.00015 m, β = 617.1449 m2/m3, fin area/total fin (Af/A) = 0.719• Dan Plate thickness (a) = 0.001 m
Performa heat exchanger dapat ditinjau dari nilai effectiveness. Semakin tinggi bebanpendinginan pada heat exchanger maka nilai effectiveness juga semakin tinggi, hal initerlihat pada beban yang harus didinginkan 105 % saat nilai effectivenessnya sebesar0,8845.
SEKIAN DAN TERIMAKASIHMOHON SARAN DEMI
KESEMPURNAAN TUGAS AKHIR
top related