Studi Numerik Pengaruh Baffle Spacing Jenis Double Segmental terhadap Aliran Fluida dan Perpindahan Panas pada Shell And Tube Heat Exchanger

Abstract

Masalah Heat exchanger di PLTA disebabkan oleh air sungai sebagai fluida pendingin terpengaruh oleh kondisi lingkungan sehingga dapat menyebabkan fouling. Salah satu cara mengatasi dengan menggunakan model double segmental baffle karena menghasilkan lebih banyak turbulensi yang dapat mengurangi terdepositnya fouling. Akan tetapi, standar TEMA ataupun pendekatan teoritis tidak mengatur secara spesifik untuk model tersebut sehingga harus dicari konfigurasi yang optimal. Dilakukanlah penelitian ini untuk mengetahui pengaruh baffle spacing terhadap aliran fluida, perpindahan panas, dan pressure drop STHX dengan jenis double segmental baffle. Penelitian studi numerik CFD menggunakan ANSY Fluent dengan memvariasikan jarak baffle 55 mm, 45 mm, dan 35 mm pada 90 mm diameter shell dengan mass flow rate fluida shell divariasikan 0.5 kg/s, 1 kg/s, dan 2 kg/s sedangkan mass flow rate fluida tube konstan 0.85 kg/s. Hasil simulasi CFD menunjukkan terdapat pengaruh pada turbulensi dan kecepatan pada baffle. Semakin kecil baffle spacing akan menghasilkan vortex dan streamline yang lebih kecil sehingga terjadi peningkatan kecepatan aliran pada cross flow split baffle dan central baffle. Terjadi peningkatan kecepatan aliran rata-rata sebesar 0.9% pada spacing 45 mm dan 2.5% pada spacing 35 mm terhadap spacing 55 mm. Semakin kecil baffle spacing berpengaruh pada perpindahan panas dengan meningkatnya heat transfer coefficient. Variasi mass flow rate menghasillkan peningkatan h lokal rata-rata overall sebesar 6.26% pada spacing 45 mm dan 12.67% pada spacing 35 mm terhadap spacing 55 mm. Adapun pengecilan baffle spacing berpengaruh pada peningkatan pressure drop. Pada pressure drop lokal, variasi mass flow rate mengalami peningkatan rata-rata sebesar 3.1% pada spacing 45 mm dan 9% pada spacing 35 mm terhadap spacing 55 mm. Pada pressure drop overall, mengalami peningkatan rata-rata pada spacing 45 mm sebesar 21.43% dan 47.07% pada spacing 35 mm terhadap spacing 55 mm.

CC Licencing

Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).