ANALYSIS HEAT EXCHANGER

ANALYSIS HEAT EXCHANGER

Flow simulasi analisa adalah model analysis  untuk mengetahui laju dari suatu aliran fluida di dalam benda kerja. Dengan flow simulation analisa kita dapat mengetahui velocity, pressure, temperatur dan density dari alran fluida dengan kecepatan tertentu yang mengalir dalam pipa.

 Selanjutnya untuk menentukan jenis material yang di gunakan  klik kolem “ade He1c” pilih material dan di lanjutkan dengan edit material, lalu pilih alumunium AISI 1020. Apply close.

SOLVER-SOLUTION

Solver solution adalah suatu proses mental dan intelektual dalam menemukan masalah dan memecahkan berdasarkan data dan informasi yang akurat, sehingga dapat di ambil kesimpulan yang tepat dan cermat. Setelah semua pengaturan awal flow simulation analysis dilakukan, langkah selanjutnya solver. Klik “Run” Tunggu hingga selesai proses.

                                     

Alat penukar kalor adalah alat yang difungsikan untuk melakukan perpindahan sejumlah kalor atau panas dari suatu fluida ke fluida yang lainnya. Tujuan perpindahan panas ini di dalam proses produksi adalah untuk memanaskan ataupun mendinginkan suatu fluida hingga mencapai temperatur tertentu yang diinginkan ataupun juga bertujuan untuk mengubah keadaan (fase) fluida dari satu fase ke fase yang lainnya. Pada alat penukar kalor ini perpindahan panas dapat terjadi secara konduksi, konveksi ataupun radiasi tergantung dari tipe dan konstruksi alat tersebut.

Log Perbedaan suhu rata-rata (juga dikenal dengan nya singkatan LMTD) digunakan untuk menentukan suhu mengemudi berlaku untuk perpindahan panas dalam sistem aliran, terutama di penukar panas . The LMTD adalah rata-rata logaritmik dari perbedaan suhu antara panas dan dingin sungai di setiap akhir exchanger. Semakin besar LMTD tersebut, semakin banyak panas yang ditransfer. Penggunaan LMTD muncul terang dari analisis suatu penukar panas dengan laju alir konstan dan sifat termal cairan.

Kami berasumsi bahwa penukar panas generik memiliki dua ujung (yang kita sebut "A" dan "B") di mana panas dan dingin sungai masuk atau keluar di kedua sisinya, kemudian, yang LMTD didefinisikan oleh mean logaritma sebagai berikut: 

mana ΔT _adalah perbedaan suhu antara dua aliran di akhir A, _B dan ΔT adalah perbedaan suhu antara dua aliran pada akhir B. Persamaan ini berlaku baik untuk aliran paralel, di mana aliran masuk dari akhir yang sama, dan untuk saat ini counter- aliran, di mana mereka masuk dari ujung yang berbeda.
Jenis ketiga aliran adalah cross-flow, di mana satu sistem, biasanya heat sink, memiliki temperatur nominal yang sama di semua titik pada permukaan perpindahan panas. Ini mengikuti matematika serupa, dalam ketergantungan terhadap LMTD, kecuali bahwa faktor koreksi F seringkali perlu dimasukkan dalam hubungan perpindahan panas. Ada kalanya empat suhu digunakan untuk menghitung LMTD tidak tersedia, dan metode NTU mungkin akan lebih baik.

Aplikasi

Setelah dihitung, LMTD biasanya diterapkan untuk menghitung perpindahan panas dalam penukar menurut persamaan sederhana:

Dimana Q adalah tugas panas dipertukarkan (dalam watt ), U adalah koefisien perpindahan panas (dalam watt per kelvin per meter persegi ) dan A adalah luas pertukaran. Perhatikan bahwa mengestimasi koefisien perpindahan panas mungkin cukup rumit.

Penurunan

Asumsikan perpindahan panas yang terjadi dalam penukar panas sepanjang sumbu z, dari generik koordinat A ke B, antara dua cairan, yang diidentifikasi sebagai 1 dan 2, yang suhu di sepanjang z adalah T ₁ (z) dan T ₂ (z). Perbedaan suhu ΔT (A) pada titik A dan ΔT (B) di titik B, memiliki didefinisikan ΔT (z) = T ₂ (z)-T ₁ (z).
Perhatikan bahwa arah aliran fluida tidak perlu dipertimbangkan; itu juga tidak penting yang merupakan aliran panas dan yang merupakan salah satu dingin, sebagai perubahan peran akan diwakili oleh angka negatif. Karena LMTD adalah perbedaan suhu rata-rata dari dua aliran antara A dan B, hal ini didefinisikan oleh rumus berikut:

Tingkat perubahan suhu dari dua cairan sebanding dengan perbedaan suhu antara mereka:

Ini memberikan:

dimana K = k a k + b.

Kita sekarang dapat mengekspresikan dz sebagai fungsi dari ΔT:

Mengganti ungkapan ini kembali ke dalam rumus kami untuk LMTD, kita bisa menghilangkan dz dari itu:

K adalah konstan dan dapat disederhanakan. Integrasi adalah pada saat ini sepele, dan akhirnya memberikan:

Asumsi dan Keterbatasan

Ø  Ini telah diasumsikan bahwa tingkat perubahan untuk suhu kedua fluida sebanding dengan perbedaan suhu, asumsi ini berlaku untuk cairan dengan sebuah konstanta panas spesifik , yang merupakan penjelasan yang baik cairan perubahan suhu lebih dari kisaran yang relatif kecil. Namun, jika perubahan panas spesifik, pendekatan LMTD tidak akan lagi akurat.

Ø  Sebuah kasus tertentu di mana LMTD tidak berlaku adalah kondensor dan reboilers , dimana panas laten terkait dengan perubahan fasa membuat hipotesis tidak valid.

Ø  Ini juga telah diasumsikan bahwa panas transfer coeffficient (U) adalah konstan, dan bukan fungsi temperatur. Jika hal ini tidak terjadi, pendekatan LMTD lagi akan kurang valid

Ø  The LMTD merupakan konsep kondisi mapan, dan tidak dapat digunakan dalam analisis dinamis. Secara khusus, jika LMTD itu harus diterapkan sementara di mana, untuk waktu yang singkat, perbedaan suhu itu tanda-tanda yang berbeda pada kedua sisi exchanger, argumen untuk fungsi logaritma akan menjadi negatif, yang tidak diperbolehkan.

POST-PROCESSING

Dalam post processing kali ini akan melihat hasil analisis temperature, hubungan antara factor desaign, material dan input data.

Heat exchanger di gunakan untuk mendinginkan atau memanaskan fluida cair. Pada kali ini akan di lakukan analisa hasil pada heat exchanger. Yang dimana berhubungan dengan tempratur input air panas dan air dingin yang menggunakan aliran counter-flow. Pada hasil analisis material ini memiliki temperatur max sebesar 135.00 ^OC dan tempratur min sebesar 10.00 ^OC. Pada data temperatur yang telah di ketahui di sini dapat di lihat temperature air panas mendominasi karena nilai yang lebih besar di bandingkan dengan temperature air dingin.

Input data dan desain berpengaruh terhadap hasil perubahan tempratur. Pada analisa ini menggunakan material AISI 1020. Data tempratur pada analisis ini untuk tempratur air dingin sebesar 10 ^OC dan untuk air panas 135 ^OC. Untuk fluidanya input air dingin 0.1 kg/s dan air panas 0.8 kg/s.