Jual Obat Aborsi Batam ( Asli Ampuh No.1 ) 082223109953 Tempat Klinik Jual Ob...
PPT P1_Muhammad Dimitrie Arsenna D.pptx
1. Oleh:
Calon Dosen Pembimbing:
Teknik Sistem Perkapalan FTK-ITS
PERENCANAAN DESAIN HEAT
EXCHANGER TIPE SHELL AND TUBE
UNTUK CALORIFIER PADA SISTEM
DOMESTIK KAPAL LANDING PLATFORM
DOCK 120 METER
Muhammad Dimitrie Arsenna Dasaad
04211940005017
Dr. Ir. Agoes Santoso, M.Sc., M.phil. C.Eng.
3. Latar Belakang Penelitian
Landing Platform Dock (LPD) atau yang dikenal juga sebagai Amphibious Transport Dock merupakan kapal
perang yang meluncurkan, membawa dan mendaratkan kekuatan-kekuatan darat untuk misi-misi perang gerak
cepat. Kapal-kapal ini biasanya dirancang untuk membawa pasukan melalui jalur laut dan memiliki kemampuan
membawa kekuatan udara melalui laut, salah satunya yang biasa diangkut adalah helicopter. Kapal Landing
Dock juga memiliki tugas pelaksanaan misi diplomasi internasional.
Shell and Tube Heat Exchanger adalah salah satu jenis alat penukar panas (perpindahan energi) yang banyak
digunakan dalam perindustrian. Laju aliran dan laju perpindahan panas yang tinggi merupakan kelebihan dari
alat ini. Shell and Tube Heat Exchanger terdiri dari susunan pipa (tubes) yang diletakkan didalam shell
(tabung/tempurung). Perpindahan panas terjadi ketika fluida yang masuk melalui Shell inlet menyentuh tube
(pipa) yang berisi fluida yang berbeda. Baffles berguna untuk mengalirkan fluida dari shell inlet ke pipa agar
fluida dapat tersebar secara merata dan laju aliran lebih kencang.
Pada kondisi saat ini sedang dilakukan inovasi dengan melakukan desain ulang terhadap kapal Landing Platform
Dock dengan keperluan yang ada. Contohnya saat ini dilakukan desain pada pemanas air agar kapal dapat
beroperasi dengan efisien dalam kedua model kebutuhan panas yaitu saat kondisi minimum dan pada kondisi
maksimum saat melakukan mobilisasi melalui jalur laut. Untuk jalur pelayaran yang akan dilewati adalah perairan
subtropis yang dapat mencapai suhu 5oC. Untuk daerah yang memang tergolong dingin pada umumnya
menggunakan boiler agar dapat memenuhi daripada kebutuhan air panas kapal itu sendiri. Maka dari itu
dilakukan tugas akhir ini agar dapat melakukan serta perencanaan yang tepat terhadap kebutuhan daripada
air panas kapal tersebut serta efisien, sehingga pada sistem pemanas air ini dapat diaplikasikan langsung di
kapal tersebut.
3
4. Pernyataan
Masalah
Berapakah kebutuhan air panas untuk
sistem domestik pada kapal LPD 120
meter?
Bagaimana perbandingan perhitungan
desain pemanas air Shell and Tube di
kapal LPD 120 Meter dengan software
HTRI?
Apakah kebutuhan pemanas air
menggunakan Shell and Tube dapat
terpenuhi untuk pemanas air?
4
01
02
03
5. Tujuan
Penelitian
Untuk mengetahui kebutuhan air panas
pada sistem domestik di kapal LPD 120
meter.
Mengetahui perbandingan hasil
perhitungan desain pemanas air Shell
and tube dengan software HTRI.
Melakukan simulasi dengan software HTRI.
5
01
02
03
Mengetahui apakah diperlukan
pengunaan boiler pada pemanas air di
sistem domestik kapal LPD 120 meter.
04
6. Ruang Lingkup
Penelitian
Desain dan perancangan hanya
menggunakan sistem domestik pada
kapal LPD 120 meter.
Heat Exchanger yang dirancang
menggunakan tipe Shell and Tube.
Analisa dilakukan pada sistem air tawar
(air panas) untuk mandi dan cuci di kapal
LPD 120 meter dengan suhu sesuai
dengan ketentuan.
6
01
02
03
Perencanaan yang dilakukan hanya
menggunakan software HTRI.
04
Tidak menghitung analisa ekonomi.
05
Kondisi pelayaran di perairan subtropis
dengan suhu paling rendah 5oC.
06
Diasumsikan kapal
menggunakan boiler.
07
7. Manfaat
Penelitian
Mengetahui hasil dari perencanaan dan
desain pemanas air pada sistem domestik
kapal LPD 120 meter.
Mendapatkan nilai kalor yang dibutuhkan
untuk kebutuhan pemanas air pada
sistem domestik kapal LPD 120 meter jika
dimanfaatkan pada kedua kondisi
kebutuhan panas.
Mengetahui hasil simulasi dari
perancangan yang dilakukan melalui
software HTRI.
7
01
02
03
Mengetahui desain Heat Exchanger yang
akan diaplikasikan.
04
8. BAB 2
KAJIAN
PUSTAKA
Pendahuluan Studi Terkait Landing
Platform
Dock
Sistem
Domestik
Kapal
Pemanfaatan
Emisi dari Boiler
Menentukan
Laju Emisi
Calorifier Alur Rumus
Pengerjaan
Software
HTRI
8
01 02 03
04 05 06
07 08 09
9. Pendahuluan
Polutan udara ada beberapa jenis dan diantaranya adalah karbon monoksida
(CO), sulfur dioksida (SO2), nitrogen oksida (NOx) dan beberapa jenis lainnya,
reaksi dari polutan ini akan mengalami proses dekomposisi yang lama.
Transportasi laut menyumbang polusi udara dan emisi karbon terbesar kelima
sedangkan dalam prosesnya terjadi perkembangan yang sangat pesat terhadap
perdangan laut kita.
Dari beberapa data yang diperoleh dikatakan bahwa emisi dari mesin
transportasi laut per silinder nya berada diatas 30 liter, yang dianggap sebagai
contributor yang signifikan terhadap polusi udara. Dari beberapa emisi yang ada
masing-masing jenis emisi tersebut memiliki proses atau metode penanganannya
masing-masing seperti NOx yang dapat dikurangi dengan proses retard injection
atau modifikasi pada nozel bahan bakar.
Ada beberapa faktor lain yang mempengaruhi seperti kebutuhan listrik selama di
laut, profil operasional, tenaga mesin. Semakin besar tenaga mesin maka semakin
besar kemungkinan untuk melakukan penghematan pada tenaga. Selain
penghematan bahan bakar yang besar, pemanfaatan emisi boiler juga
memberikan pengurangan CO2, NOx, Sox yang besar untuk kepentingan
lingkungan. 9
10. Studi Terkait
(Lusi Fadilah,2017) Dalam studi ini, storage calorifier dipelajari sebagai bagian dari sistem
pemulihan panas yang terbuang. Tujuan dari penelitian ini adalah merancang kalor
penyimpanan pada kapal PKR (perusak kawal rudal) kapal, dan melakukan kajian teknis
terhadap sistem domestik yang dirancang. Metodologi yang digunakan adalah perancangan
berbasis perhitungan termodinamika dan perancangan berbasis perangkat lunak
menggunakan Software HTRI. Hasilnya akan dibandingkan untuk mengetahui performa sistem
dan kemudian digunakan untuk mendapatkan analisis ekonomis dari penghematan bahan
bakar minyak mesin bantu.
(Lulu Rozy,2016) Fasilitas air hangat sangatlah boros jika menggunakan steam boiler ataupun
heater electric. Sehingga, dibutuhkan teknologi alternatif untuk menyediakan fasilitas air hangat
di kapal. Energi terbarukan terfokus pada pengembangan energi surya yang merupakan
sumber energi terbarukan yang mempunyai potensi sangat besar, baik sebagai resource
maupun potensi untuk pengembangan teknologi dan pemanfaatannya. Salah satu contohnya
adalah energi terbarukan matahari. Pemanfaatan energi matahari untuk kebutuhan air panas
dikapal dirasa dapat digunakan. Selain karena energi matahari tidak akan habis dan
terjangkau, energi matahari ini juga ramah lingkungan sehingga tidak menimbulkan
pencemaran laut. Tugas akhir ini bertujuan untuk melakukan kajian teknis terhadap sistem
domestik dan aplikasi teknologi solar water heater di kapal penumpang, membuat desain
keyplan sistem domestik dengan solar water heater di kapal penumpang, serta melakukan
simulasi dengan software. Metode yang digunakan adalah analisa perhitungan dan simulasi
dinamik. 10
11. Landing Platform Dock
Kapal Landing Platform Dock atau
disingkat LPD yang biasa dikenal juga
sebagai Amphibious Transport Dock
adalah kapal perang yang dipergunakan
untuk mengangkut dan meluncurkan
personel darat atau kendaraan-
kendaraan darat untuk misi-misi perang
yang memerlukan mobilitas tinggi.
11
Landing Platform Dock Ship (Mahanizar Djohan,2015)
12. Sistem Domestik Kapal
(Lulu Rozy,2016) Sistem domestik merupakan sistem yang digunakan untuk
pemenuhan kebutuhan fresh water dan sea water untuk kebutuhan crew kapal
selama pelayaran dan akomodasi. Sistem domestik digunakan pada ruangan :
Tempat cuci (laundry)
Dapur (galley)
Kamar mandi
Wastafel
Pencucian geladak
Sistem ini terdiri dari 2 sub system yaitu, fresh water (FW) supply system dan
sea water (SW) supply system. Dimana komponen utama dari sistem tersebut
adalah:
Sea chest :
Merupakan lubang tempat masuknya air laut untuk kebutuhan air laut di kapal
Sea water pipe :
Tempat mengalirnya air laut di dalam sistem
Sea water pump :
Untuk memindahkan air laut dari sea chest menuju sea water hydrophore
Sea water hydrophore :
Tempat menyimpan air laut sebelum didistribusikan untuk keperluan domestic
Fresh water tank :
Digunakan untuk menyimpan kebutuhan air tawar selama pelayaran
Fresh water pipe :
Tempat mengalirnya air tawar di dalam sistem
Fresh water pump :
Untuk memindahkan air tawar dari fresh water tank ke fresh water hydrophore
Fresh water hydrophore :
Tempat menyimpan air tawar sebelum didistribusikan untuk keperluan domestik.
12
Sistem Domestik Kapal (Dhruv Khandelwal,2017)
13. Pemanfaatan Emisi
dari Boiler
Pemanfaatan emisi dari operasi boiler
memulihkan energi panas dari gas buang.
Ada beberapa sumber daripada gas
buang di kapal seperti auxiliary engine,
boiler, dan lain-lain. Untuk kasus saat ini
yang dipergunakan adalah panas dari hasil
emisi operasi boiler itu sendiri. Perhitungan
yang digunakan pada tugas akhir ini
merupakan salah satu diantara beberapa
metode untuk memanfaatkan penggunaan
boiler pada kapal.
13
Emisi Boiler (Ratman Bejo,2016)
14. Menentukan Laju Emisi
Berikutnya pendekatan menggunakan persamaan berikut dilakukan
untuk mengetahui laju emisi per satuan waktu (beban emisi) :
𝐸𝑓 = 𝐶 𝑥 𝐹𝑑 𝑥 3,6
273
273+𝑇
…..(2.3)
Dimana :
Ef = Emisi polutan (kg/hr)
C = Konsentrasi polutan dari cerobong (kg/ft3)
Fd = Faktor bahan bakar (dry), (ft3/MMBtu)
T = Temperatur di cerobong, (oC)
14
15. Calorifier merupakan salah satu peralatan yang digunakan untuk
memindahkan panas dari uap menuju air atau air panas. Proses
perpindahan panas ini menggunakan sirip pipa atau tubing yang
ditempatkan di tangki atau tabung. Ada banyak jenis calorifier
yang bergantung pada aliran panas dari calorifier, seperti kalor
listrik, pembakaran gas, uap. Prinsip kerja sistem tangki pemanas
air listrik hampir sama dengan air rebusan yang menggunakan
listrik (termos listrik). Air ditampung dalam tangki berinsulasi yang
dilengkapi dengan pipa udara melingkar elemen pemanas listrik.
Perpindahan panas / panas yang terjadi akan diserap oleh air di
dalam tangki.
Pada tangki terdapat tiga elemen utama yaitu:
1. Elemen pemanas, digunakan untuk memanaskan air
2. Thermostat, berfungsi untuk menjaga kondisi air di dalam
tangka tetap panas pada suhu tertentu
3. Anoda magnesium, berfungsi untuk menetralkan ion-ion positif
di dalam air untuk membantu mencegah karat pada elemen di
dalam tangki.
Calorifier
15
Calorifier (Mr Cylinder,2015)
16. Alur Rumus Pengerjaan
a. Heat Balance
b. Heat Transfer : Metode LMTD, Overall heat transfer coefficient,
heat transfer area
c. Perhitungan Performa Heat Exchanger : Flow area, Mass velocity,
RE, Heat transfer factor, koefisien heat transfer, koefisien
perpindahan panas heat exchanger kondisi bersih, koefisien
perpindahan panas keseluruhan, dirt/fouling factor, pressure drop.
d. Material dari heat insulation
e. Pipe Insulation
f. Heat Loss
16
17. Software HTRI
Desain ini dalam bentuk perhitungan
dimensi dari Heat Exchanger tipe shell and
tube menggunakan analisa komputer
dengan Heat Transfer Research Inc. atau
disebut HTRI, dan dilakukan koreksi
perhitungan manual. Perhitungan dimensi
heat exchanger dilakukan untuk
menentukan kualitas dari heat exchanger
tersebut berdasarkan koefisien heat transfer
total, fouling factors, dan penurunan
tekanan yang terjadi. Desain heat
exchanger yang dipergunakan adalah tipe
shell and tube, melewati shell dan tube
counter-flow dengan memanfaatkan gas
buang. Fluida yang mengalir berupa fresh
water.
17
Input Data HTRI (Teguh Hady Ariwibowo,2017)
21. JADWAL PENELITIAN
Dalam pengerjaan tugas akhir ini,
rencana pelaksanaan kegiatan penelitian
dimuat dalam bentuk tabel seperti
dibawah. Hal ini bertujuan agar dalam
proses pengerjaan dapat diselesaikan
dalam target waktu yang telah dibuat
agar selama prosesnya teratur dan dapat
dilaksanakan dengan sebaik dan setepat
mungkin.
21
22. DAFTAR PUSTAKA
- I Bizzy and R Setiadi , "Studi Perhitungan Alat Penukaran Kalor Tiper Shell and Tube dengan Program Heat
Transfer Research.Inc ( HTRI )," Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya, 2013.
- "Maritime Labour Convention ," in International Labour Conference, 2006, p. 41.
- "Merchant Shipping Notice ," in Maritime & Coastguard Agency , 1845 (M).
- Lusi Fadilah, "Storage Calorifier Design For Domestic Water Heating System Onboard PKR Ship", Jurusan Teknik
Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2017
- I Bizzy and R Setiadi , "Studi Perhitungan Alat Penukaran Kalor Tiper Shell and Tube dengan Program Heat
Transfer Research.Inc ( HTRI )," Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya, 2013
- Leily Nurul Komariah, "Kuantifikasi Emisi Dari Pembakaran Bahan Bakar Minyak Dan Batubara Pada Boiler
Industri", Jurusan Teknik Kimia, Universitas Sriwijaya, 2012.
- Kuppan Thulukkanam, "Heat Exchanger Design Handbook, Second Edition", Boca Raton, 2013
- Sutopo Purwono Fitri , Agoes Santoso , Nizar Febri Anggriawan, "Waste Heat Recovery from Exhaust Gas and
Cooling Water as Water Heater on Domestic System of a Cruise Ship 48 meters", International Journal of Marine
Engineering Innovation and Research, Vol. 3(3), 2019
