bab i pendahuluan - Perpustakaan Universitas Mercu Buana

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Penukar panas atau nama lainnya yaitu Heat Exchanger(HE) adalah suatu alat
yang dapat digunakan untuk mengambil panas dari suatu fluida untuk di pindahkan
ke fludia yang lainnya. Proses perpindahan panas ini biasanya terjadi dari fase cair ke
fase cair atau dari fase uap ke fase cair. Dengan kata lain alat penukar panas ini
adalah sebagai media yang memfasilitasi perpindahan atau pertukaran panas antar
fluida satu dengan fluida yang lainnya. Biasanya pertukaran panas yang terjadi karena
adanya kontak, baik antara fluida terdapat dinding yang memisahkannya ataupun
keduanya bercampur langsung (direct contact).
Sebagian besar dari industri-industri yang berkaitan dengan pemprosesan selalu
menggunakan alat ini, sehingga alat penukar panas ini mempunyai peran yang sangat
penting dalam suatu proses produksi atau operasi. Penggunaan alat penukar panas
banyak dibutuhkan untuk industri seperti kilang minyak, pabrik kimia maupun
TUGAS AKHIR
UNIVERSITAS MERCUBUANA
http://digilib.mercubuana.ac.id/
hal. 1
petrokimia, industry gas alam. Perkapalan dan lain sebagainya. Sebagai contoh kecil
yang terdapat pada industry perkapalan maupun di industry pertambangan yaitu
sangat dibutuhkannya alat penukar panas seperti water cooler dan oil cooler. oil
cooler ini bekerja sebagai alat untuk mendinginkan oli pada suatu gearbox yang
sedang beroperasi. Berikut Gambar 1.1 sistem pendinginan terhadap gearbox dan
Gambar oil cooler 1.2
Gambar 2. 1 Sistem Pendinginan Oli Gearbox
(Sumber : www.ejbowman.co.uk/Products/MarineHeatExchanger)
TUGAS AKHIR
UNIVERSITAS MERCUBUANA
http://digilib.mercubuana.ac.id/
hal. 2
Gambar 2. 2 Oil Cooler Shell & tube
(Sumber : PT. Litha Sarana Indonusa)
Heat Exchangers berfungsi untuk memindahkan panas antara dua fluida atau
lebih yang memiliki perbedaan temperatur (Hodge dan Taylor, 1999). Menurut
Kakac S (1998) heat exchanger banyak digunakan dalam bidang rekayasa industri,
diantaranya; radiator pada mobil, oil cooler pada mesin pesawat terbang,
kondensor pada sistem pendinginan, feed water heater pada boiler dan lain-lain.
Salah satu tipe heat exchanger yang lazim digunakan yakni tipe Shell and Tube.
Menurut Smith E. M (1996) klasifikasi aransemen aliran fluida dari tipe shell
and tube terdiri dari aliran searah (parallel flow), aliran berlawanan (counter flow)
dan aliran menyilang (cross flow). Heat exchanger shell and tube aliran searah
(parallel flow) dimana fluida panas dan fluida dingin mengalir dalam arah yang
sama, baik pada sisi masuk maupun pada sisi keluar. Menurut Cengel (1997),
TUGAS AKHIR
UNIVERSITAS MERCUBUANA
http://digilib.mercubuana.ac.id/
hal. 3
hampir semua heat exchanger, perpindahan panas didominasi oleh konveksi dan
konduksi dari fluida panas ke fluida dingin, dimana keduanya dipisahkan oleh
dinding. Perpindahan panas secara konveksi sangat dipengaruhi oleh bentuk
geometri heat exchanger dan ketiga bilangan tidak berdimensi yaitu bilangan
Reynold (Re), bilangan Nusselt (Nu) dan bilangan Prandtl (Pr) fluida. Ketiga
bilangan tak berdimensi ini tegantung dari kecepatan aliran dan properties fluida.
Pemilihan yang tepat suatu alat penukar panas akan menghemat biaya operasional
harian maupun perawatan. Bila kondisi alat penukar panas dalam keadaan baru, maka
permukaan logam dari pipa-pipa pemanas masih berada dalam kondisi bersih setelah
alat beroperasi dalam jangka waktu yang cukup lama maka akan timbul kerak atau
kotoran dipermukaan pipa tersebut. tebal tipisnya suatu kotoran tergantung dari
seberapa fluida yang bercampur kotoran. besaran koefisien perpindahan panas suatu
alat penukar panas selalu mengalami perubahan selama pemakaian.
1.2 Rumusan Masalah
Semakin berkembangnya industri perkapalan/pertambangan saat ini. maka
semakin banyak komponen pendukung yang dibutuhkan dalam proses pabrikasi
maupun pengoperasikan itu sendiri. Disini alat penukar panas oil cooler tipe shell &
tube sebagai alat bantu untuk mendinginkan oli yang terdapat pada gearbox ataupun
engine. Dimana panas yang terdapat pada oli saat beroperasi minimal 40°-80°C panas
tersebut akan meningkat dimana saat kapasitas pelepasan panas kurang baik maka
TUGAS AKHIR
UNIVERSITAS MERCUBUANA
http://digilib.mercubuana.ac.id/
hal. 4
akan terjadi over heating pada gearbox. untuk menurunkan suhu dan menstabilkan
suhu tersebut. maka dibutuhkan alat penukar panas oil cooler tipe shell & tube yang
efisien dalam penggunaannya agar performance gearbox tersebut berfungsi dengan
baik.
1.3 Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan penelitian yang dilakukan oleh penulis adalah untuk
mengetahui kebutuhan alat penukar panas oli pelumas di industri secara ekonomis.
1.4 Batasan Masalah
Pada penelitian ini penulis hanya membatasi permasalahan perhitungan pelepasan
panas terhadap alat penukar panas oil cooler tipe shell & tube dan mentukan banyak
nya tube dan diameter shell yang ekonomis.
1.5 Metode Penelitian
Metodelogi penelitian yang dilakukan meliputi :
1. Studi pustaka, yaitu dengan mengumpulkan semua bahan yang diperoleh dari
buku-buku dan jurnal sebagai refrensi penelitian.
TUGAS AKHIR
UNIVERSITAS MERCUBUANA
http://digilib.mercubuana.ac.id/
hal. 5
2. Studi kasus, yaitu dilakukan dengan cara turun langsung ke lapangan dengan
melakukan pendataan dan pengamatan.
3. Asistensi, yaitu melakukan bimbingan langsung kepada dosen pembimbing
yang telah ditentukan oleh pihak kaprodi.
4. Wawancara, yaitu dengan melakukan wawancara atau Tanya jawab kepada
pihak terkait dan bisa membantu terhadap proses penulisan tugas akhir ini.
1.6 Sistematika Penulisan
Dalam penulisan tugas akhir ini terdiri dari 5 bab dengan sistematika penulisan
sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini berisikan tentang latar belakang penulisan, rumusan masalah, maksut
dan tujuan, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Pada bab ini berisikan tentang teori-teori yang diambil dan berhubungan dengan
yang dijadikan dalam pembahasan masalah.
TUGAS AKHIR
UNIVERSITAS MERCUBUANA
http://digilib.mercubuana.ac.id/
hal. 6
BAB III METODE PENELITIAN
Pada bab ini berisikan tentang langkah-langkah perhitungan serta langkah-langkah
melakukan analisa.
BAB IV PENGOLAHAN DATA DAN ANALISA DATA
Pada bab ini berisikan tentang pengolahan data yang ada, mendapatkan hasil dari
pengolahan data tersebut kemudian hasil data dianalisa.
BAB V SIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisikan tentang kesimpulan dari hasil perhitungan dan analisa, serta
memberikan saran agar dapat dijadikan pertimbangan
TUGAS AKHIR
UNIVERSITAS MERCUBUANA
http://digilib.mercubuana.ac.id/
hal. 7