Dokumen tersebut merangkum laporan praktikum modul plate heat exchanger yang dilakukan oleh kelompok mahasiswa. Praktikum ini bertujuan untuk menghitung koefisien pindah panas keseluruhan pada pelat dengan variasi laju alir fluida panas dan dingin."

1. LABORATORIUM PILOT PLANT
SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2013/2014
MODUL
: PLATE HEAT EXCHANGER
PEMBIMBING
: Ir. Bambang Soeswanto
Praktikum
Penyerahan
(Laporan)
: 3 Desember 2013
: 10 Desember 2013
Oleh :
Kelompok
:
IV (empat)
Nama
:
1. Iffa Ma’rifatunnisa
(111411046)
2. Imam Prasetya Utama
(111411047)
3. Muhamad Lazuardi H
(111411048)
4. Mira Rahmi Fauziyyah
(111411049)
5. Nadita Yuliandini
(111411050)
Kelas
:
3B
PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2013

2. BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Alat perpindahan panas ada berbagai tipe dan model yang banyak ragamnya. Secara garis
besar terbagi menjadi tiga macam, yaitu double pipe, shell and tube dan plate heat exchange.
Masing masing jenis digunakan berdasarkan keperluan dan pertimbangan teknis dan
ekonominya, begitu pula dengan ukuran kapasitasnya.
Penukar panas jenis Plate Heat Exchange sangat efektif dalam memindahkan kalor, luas
permukaan pindah panas yang besar, juga drop tekanan yang rendah. Kelebihan lain yang
menonjol adalah kontruksinya yang tersusun berjajar dan kemudahannya bongkar untuk
membersihkan apabila ada kotoran. Satu kelemahan dari PHE adalah operasinya tidak dapat
digunakan untuk tekanan tinggi dikarenakan strukturnya yang mengandalkan sekat(seal
karet) tidak mampu menahan tekanan tinggi dari kebocoran.
Penggunaan paling populer adalah untuk industri minuman seperti juice dan susu pada
saat sterilisasi.
1.2 TUJUAN
1. Mengetahui pengaruh laju alir fluida terhadap koefisien pindah panas keseluruhan (U)
2. Menghitung koefisien pindah panas keseluruhan (U) pada pelat menggunakan persamaan
neraca energi dan menggunakan empiris.
3. Menghitung efisiensi kalor yang dilepas fluida panas terhadap kalor yang diterima fluida
dingin

3. BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Dalam peralatan PHE, panas dipindahkan dengan semua cara, namun yang dominan
terjadi dengan dua cara secara simultan, yaitu dengan konduksi dan konveksi. Perpindahan
kalor secara konduksi, perpindahan ini biasanya terjadi pada benda padat, panas merambat
dari satu bagian kebagian lain secara merambat tanpa ada material yang berpindah
Perpindahan kalor secara konveksi, Perpindahan ini terjadi karena adanya aliran massa
yang berpindah. Aliran massa tersebut bisa terjadi secara difusi maupun adanya tenaga dari
luar. Tenaga dari luar tersebut bisa berupa pengadukan maupun fluida mengalir.
Penukar panas pada PHE terdiri dari susunan lempeng sesuai dengan luas permukaan
yang diperlukan.
Kelebihan Plate Heat Exchanger (PHE) dibanding penukar panas jenis lain adalah
kemudahan dalam perawatan dan pembersihan dengan berbagai macam fluida. Selain itu juga
mudah melakukan modifikasi terhadap luas permukaan, baik itu menambah maupun
mengurangi.
Menghitung Koefisien Pindah Panas Keseluruhan (U)
a. Menggunakan Neraca Energi

4. Q = . .△
=
.△
Harga Q dapat dihitung dari :
Q = (M.Cp.△T)1 .. Kalor yang diberikan fluida panas
= (M.Cp.△T)2 .. Kalor yang diterima fluida dingin
Efisiensi kalor yang dipertukarkan :
=
( .
( .
.△ )
.△ )
100 %
Q
= Laju Alir Kalor (Watt)
A
= Luas Permukaan (m2)
U
= Koefisien Pindah panas Keseluruhan (W/m2.K)
△Tlm = Perbedaan Suhu logaritmik (K)
△
=
△
−△
△
△
△T1 = Thi – Tco
△T2 = Tho – Tci
b. Menghitung (U) Menggunakan Persamaan Empiris
Untuk satu (1) lempeng
=
1
1
△
ℎ +
+1 ℎ

5. △X = Tebal Lempeng (m); hi,ho = Koefisien pindah panas konveksi insde dan outside
(W/m2.K) dan K = Koefisien Konduksi (W/m.K)
Harga △X dapat diukur dari alat, harga K bahan SS-204 dapat diperoleh dari buku
referensi dan hi dan ho dihitung dari persamaan empiris.
Dari buku referensi Christie John Geankoplis :
Untuk Nre ≤ 3. 105 ( Laminar )
= 0,664
,
/
.
Untuk Nre ≥ 3. 105 ( Turbulen )
= 0,0366
=
= ℎ /
,
.
/
=
Harga ν, L diperoleh dari percobaan, kemudian memasukkan harga sifat fisik air yang
diperoleh dari buku referensi, dapat dihitung hi dan ho.

6. BAB III
METODOLOGI
3.1 Alat dan Bahan
 Seperangkat alat Plate Heat Exchanger
 Gelas beaker plastik 2000 mL
 Gelas kimia 1000 mL
 Termometer
 Stopwatch
 Air
3.2 Prosedur Kerja
Kalibrasi alat pengukur laju alir fluida panas dan dingin
Menyalakan
kompor pemanas
Menghidupkan
pompa fluida panas
(P1) dan mengatur
keran air panas (V1)
Tunggu hingga konstan,
kemudian menampung
air panas yang mengalir
keluar pipa selama
waktu tertentu
Melakukan hal yang
sama untuk fluida
dingin (tidak perlu
dipanaskan)
Membuat grafik
hubungan antara laju
alir pada rotameter
dan laju alir yang
dihitung
Mengatur
kembali keran
air panas (V1)

7. Pengamatan Suhu dan Laju Alir Cairan
Menyalakan
kompor pemanas
Melakukan percobaan
dengan laju alir air
panas tetap dan air
dingin berubah serta
sebaliknya
Menghidupkan
pompa air panas
dan mengatur
keran air panas
Tunggu hingga
konstan dan
mencatat suhu air
panas
Membaca Tci,
Tco, Thi dan Tho
Menyalakan
pompa air dingin
dan mengatur
keran air dingin

8. BAB IV
PENGAMATAN DAN PENGOLAHAN DATA
DATA PENGAMATAN DAN PENGOLAHAN DATA
4.1 Data Pengamatan
 Kalibrasi Pengukur Laju Alir Air Panas
Pembacaan Rotameter
Waktu
Volume Air Panas
Laju Alir Hasil Pengukuran
(L/jam)
(detik)
(mL)
(mL/jam)
1
100
18,85
0,5
26,53
2
200
9,79
0,5
51,1
3
300
5,78
0,5
86,5
4
400
4,49
0,5
111
5
500
3,91
0,5
127
6
600
3,65
0,5
136
No
 Kalibrasi Pengukur Laju Alir Air Dingin
Pembacaan Rotameter
Waktu
Volume Air Panas
Laju Alir Hasil Pengukuran
(L/jam)
(detik)
(mL)
(mL/jam)
1
100
20,52
0,5
24,36
2
200
11,61
0,5
43,07
3
300
7,97
0,5
62,74
4
400
4,63
0,5
107,991
5
500
4,17
500
121,4
6
600
3,23
0,5
154,798
No
 Laju Fluida Panas Tetap dan Fluida Dingin Berubah
No
Fluida Panas (Laju Tetap)
Fluida Dingin (Laju Berubah)
Laju Alir
Laju Alir
Thi
Tho
Laju Alir
Laju Alir
Tci
Tco
(L/jam)
(L/s)
(oC)
(oC)
(L/jam)
(L/s)
(oC)
(oC)
1
300
0,08333333
55
47
100
0,027777778
41
46
2
300
0,08333333
56
45
200
0,055555556
38
46
3
300
0,08333333
55
44
300
0,083333333
39
45

9. 4
300
0,08333333
55
43
400
0,111111111
40
45
5
300
0,08333333
55
43
500
0,138888889
39
46
6
300
0,08333333
54
43
600
0,166666667
40
48
7
500
0,13888889
55
52
100
0,027777778
36
46
8
500
0,13888889
55
51
200
0,055555556
32
46
9
500
0,13888889
55
50
300
0,083333333
38
45
10
500
0,13888889
55
50
400
0,111111111
40
45
11
500
0,13888889
55
50
500
0,138888889
43
46
12
500
0,13888889
55
50
600
0,166666667
45
48
 Laju Fluida Panas Berubah dan Fluida Dingin Tetap
No
Fluida Panas (Laju Berubah)
Fluida Dingin (Laju Tetap)
Laju Alir
Laju Alir
Thi
Tho
Laju Alir
Laju Alir
Tci
Tco
(L/jam)
(L/s)
(oC)
(oC)
(L/jam)
(L/s)
(oC)
(oC)
1
100
0,02777778
58
42
300
0,0833333
32
38
2
200
0,05555556
60
45
300
0,0833333
34
41
3
300
0,08333333
60
49
300
0,0833333
35
44
4
400
0,11111111
60
52
300
0,0833333
36
46
5
500
0,13888889
60
53
300
0,0833333
40
49
6
600
0,16666667
59
54
300
0,0833333
41
50
7
100
0,02777778
57
46
500
0,1388889
42
44
8
200
0,05555556
59
48
500
0,1388889
44
46
9
300
0,08333333
60
50
500
0,1388889
42
47
10
400
0,11111111
60
53
500
0,1388889
45
50
11
500
0,13888889
60
54
500
0,1388889
45
50
12
600
0,16666667
59
55
500
0,1388889
47
52
Luas Permukaan Pelat
A = 0,0525 m2
Jumlah pelat pada PHE sebanyak 25
A = 25 x 0,0525 m2
= 1,3125 m2

10. 4.2 Pengolahan Data
a. Perhitungan Secara Neraca Energi
 Kalibrasi Laju Alir
Laju alir air panas tetap, air dingin berubah
Laju Alir
Hasil Kalibrasi
(L/jam)
(L/jam)
Thi
(oC)
Tho
(oC)
Tci
(oC)
Tco
(oC)
Panas
Dingin
Panas
Dingin
300
100
238,74
38,14
55
47
41
46
300
200
238,74
138,44
56
45
38
46
300
300
238,74
238,74
55
44
39
45
300
400
238,74
339,04
55
43
40
45
300
500
238,74
439,34
55
43
39
46
300
600
238,74
539,64
54
43
40
48
500
100
439,34
38,14
55
52
36
46
500
200
439,34
138,44
55
51
32
46
500
300
439,34
238,74
55
50
38
45
500
400
439,34
339,04
55
50
40
45
500
500
439,34
439,34
55
50
43
46
500
600
439,34
539,64
55
50
45
48
Thi
(oC)
Tho
(oC)
Tci
(oC)
Tco
(oC)
Laju alir air dingin tetap, air panas berubah
Laju Alir
Hasil Kalibrasi
(L/jam)
(L/jam)
Panas
Dingin
Panas
Dingin
100
300
102,39
320,69
58
42
32
38
200
300
211,54
320,69
60
45
34
41
300
300
320,69
320,69
60
49
35
44
400
300
429,84
320,69
60
52
36
46
500
300
538,99
320,69
60
53
40
49

11. 600
300
648,14
320,69
59
54
41
50
100
500
102,39
538,99
57
46
42
44
200
500
211,54
538,99
59
48
44
46
300
500
320,69
538,99
60
50
42
47
400
500
429,84
538,99
60
53
45
50
500
500
538,99
538,99
60
54
45
50
600
500
648,14
538,99
59
55
47
52
 Perhitungan Perpindahan Panas Pada Setiap Laju Alir
Q = m x Cprata-ratax ∆T
Laju alir air panas tetap, air dingin berubah
Q dingin
Laju Alir
ρ rata-rata
m (kg/jam)
Cp rata-rata
(m3/jam)
(kg/m3)
0,06907
993,918
68,64990245
4,1857
0,16447
993,918
163,4696606
4,1857
0,25987
993,918
258,2894187
4,1857
0,35527
993,918
353,1091768
4,1857
0,45067
993,918
447,9289349
4,1857
0,54607
993,918
542,748693
4,1857
0,06907
993,749
68,63824343
4,1857
0,16447
993,749
163,441898
4,1857
0,25987
993,749
258,2455526
4,1857
0,35527
993,749
353,0492072
4,1857
0,45067
993,749
447,8528618
4,1857
0,54607
993,749
542,6565164
4,1857
(kJ/kg.oC)
Laju Alir
Tci
Tco
∆T
Q (kJ/jam)
Q (kW)
(m3/jam)
(oC)
(oC)
(oC)
0,06907
41
46
5
1436,739483
0,399094301
0,16447
38
46
8
5473,879666
1,520522129
0,25987
39
45
6
6486,732119
1,801870033

12. 0,35527
40
45
5
7390,045407
2,052790391
0,45067
39
46
7
13124,273
3,645631389
0,54607
40
48
8
18174,26564
5,048407121
0,06907
36
46
10
2872,990955
0,798053043
0,16447
32
46
14
9577,662536
2,660461816
0,25987
38
45
7
7566,568868
2,101824685
0,35527
40
45
5
7388,790334
2,052441759
0,45067
43
46
3
5623,733171
1,562148103
0,54607
45
48
3
6814,192142
1,892831151
Q panas
Laju Alir
3
ρ rata-rata
m (kg/jam)
3
Cp rata-rata
(kJ/kg.oC)
(m /jam)
(kg/m )
0,3
985,95
295,785
4,1833
0,3
985,9467
295,78401
4,1833
0,3
985,9467
295,78401
4,1833
0,3
985,9467
295,78401
4,1833
0,3
985,9467
295,78401
4,1833
0,3
985,9467
295,78401
4,1833
0,5
986,78
493,39
4,1836
0,5
986,78
493,39
4,1836
0,5
986,78
493,39
4,1836
0,5
986,78
493,39
4,1836
0,5
986,78
493,39
4,1836
0,5
986,78
493,39
4,1836
Laju Alir
Thi
Tho
∆T
Q (kJ/jam)
Q (kW)
(m3/jam)
(oC)
(oC)
(oC)
0,3
55
47
8
9898,859124
2,74968309
0,3
56
45
11
13610,88574
3,780801594
0,3
55
44
11
13610,88574
3,780801594
0,3
55
43
12
14848,23899
4,12451083

13. 0,3
55
43
12
14848,23899
4,12451083
0,3
54
43
11
13610,88574
3,780801594
0,5
55
52
3
6192,439212
1,720122003
0,5
55
51
4
8256,585616
2,293496004
0,5
55
50
5
10320,73202
2,866870006
0,5
55
50
5
10320,73202
2,866870006
Laju alir air dingin tetap, air panas berubah
Q dingin
Laju Alir
ρ rata-rata
m (kg/jam)
Cp rata-rata
(m3/jam)
(kg/m3)
0,3
994,6303
298,38909
4,183
0,3
994,6303
298,38909
4,183
0,3
994,6303
298,38909
4,183
0,3
994,6303
298,38909
4,183
0,3
994,6303
298,38909
4,183
0,3
994,6303
298,38909
4,183
0,5
991,7847
495,89235
4,184
0,5
991,7847
495,89235
4,184
0,5
991,7847
495,89235
4,184
0,5
991,7847
495,89235
4,184
0,5
991,7847
495,89235
4,184
0,5
991,7847
495,89235
4,184
(kJ/kg.oC)
Laju Alir
Tci
Tco
∆T
(m3/jam)
(oC)
(oC)
(oC)
0,3
32
38
0,3
34
0,3
Q (kJ/jam)
Q (kW)
6
7488,969381
2,080269272
41
7
8737,130944
2,426980818
35
44
9
11233,45407
3,120403909
0,3
36
46
10
12481,61563
3,467115454
0,3
40
49
9
11233,45407
3,120403909
0,3
41
50
9
11233,45407
3,120403909

14. 0,5
42
44
2
4149,627185
1,152674218
0,5
44
46
2
4149,627185
1,152674218
0,5
42
47
5
10374,06796
2,881685545
0,5
45
50
5
10374,06796
2,881685545
0,5
45
50
5
10374,06796
2,881685545
0,5
47
52
5
10374,06796
2,881685545
Q panas
Laju Alir
3
ρ rata-rata
m (kg/jam)
3
Cp rata-rata
(kJ/kg.oC)
(m /jam)
(kg/m )
0,11646
984,662
114,6737365
4,1869
0,19946
984,662
196,4006825
4,1869
0,28246
984,662
278,1276285
4,1869
0,36546
984,662
359,8545745
4,1869
0,44846
984,662
441,5815205
4,1869
0,53146
984,662
523,3084665
4,1869
0,11646
984,862
114,6970285
4,1829
0,19946
984,862
196,4405745
4,1829
0,28246
984,862
278,1841205
4,1829
0,36546
984,862
359,9276665
4,1829
0,44846
984,862
441,6712125
4,1829
0,53146
984,862
523,4147585
4,1829
Laju Alir
Thi
Tho
∆T
Q (kJ/jam)
Q (kW)
(m3/jam)
(oC)
(oC)
(oC)
0,11646
58
42
16
7682,039479
2,133899855
0,19946
60
45
15
12334,65026
3,42629174
0,28246
60
49
11
12809,41825
3,558171735
0,36546
60
52
8
12053,40094
3,348166929
0,44846
60
53
7
12942,00368
3,595001022
0,53146
59
54
5
10955,20109
3,043111415

15. 0,11646
57
46
11
5277,428207
1,46595228
0,19946
59
48
11
9038,604071
2,510723353
0,28246
60
50
10
11636,16358
3,23226766
0,36546
60
53
7
10538,79005
2,927441682
0,44846
60
54
6
11084,79909
3,079110858
0,53146
59
55
4
8757,566374
2,432657326
 Perhitungan Efisiensi
Efisiensi =
x 100%
Laju alir air panas tetap, air dingin berubah
Q dingin
Q panas
Efisiensi
(kW)
(kW)
(%)
0,399094301
2,74968309
14,51419265
1,520522129
3,780801594
40,21692468
1,801870033
3,780801594
47,65841285
2,052790391
4,12451083
49,77051765
3,645631389
4,12451083
88,38942457
5,048407121
3,780801594
133,5274279
0,798053043
1,720122003
46,39514183
2,660461816
2,293496004
116,0002812
2,101824685
2,866870006
73,31426543
2,052441759
2,866870006
71,5917274
1,562148103
2,866870006
54,48967341
1,892831151
2,866870006
66,02431038
Laju alir air panas berubah, air dingin tetap
Q dingin
Q panas
Efisiensi
(kW)
(kW)
(%)
2,080269272
2,133899855
97,48673385
2,426980818
3,42629174
70,83403872
3,120403909
3,558171735
87,69683256
3,467115454
3,348166929
103,5526462

16. 3,120403909
3,595001022
86,79841507
3,120403909
3,043111415
102,5399167
1,152674218
1,46595228
78,62972308
1,152674218
2,510723353
45,91004487
2,881685545
3,23226766
89,15367933
2,881685545
2,927441682
98,43699238
2,881685545
3,079110858
93,58823627
2,881685545
2,432657326
118,4583424
 Perhitungan Koefisien Perpindahan Panas (U)
U=
.∆
A = 0,0525 m2
Jumlah pelat pada PHE sebanyak 25 buah
A = 25 x 0,0525 m2
= 1,3125 m2
Laju alir air panas tetap, air dingin berubah
Laju Alir
(L/jam)
Thi
(oC)
Tho
(oC)
Tci
(oC)
Tco
(oC)
∆T1
∆T2
(oC)
∆Tlm (oC)
(oC)
Panas
Dingin
300
100
55
47
41
46
9
6
7,398910387
300
200
56
45
38
46
10
7
8,411019756
300
300
55
44
39
45
10
5
7,213475204
300
400
55
43
40
45
10
3
5,814084816
300
500
55
43
39
46
9
4
6,165758656
300
600
54
43
40
48
6
3
4,328085123
500
100
55
52
36
46
9
16
12,16620824
500
200
55
51
32
46
9
19
13,38303969
500
300
55
50
38
45
10
12
10,9696299
500
400
55
50
40
45
10
10
0
500
500
55
50
43
46
9
7
7,958158287
500
600
55
50
45
48
7
5
5,944026824

17. Q (kW)
Laju Alir
Q plat (W)
A (m2)
U (W/m2.K)
(L/jam)
Panas
Dingin
300
100
0,3986
99,65
1,3125
10,26148521
300
200
1,5206
380,15
1,3125
34,43555046
300
300
1,8012
450,3
1,3125
47,56177911
300
400
2,0512
512,8
1,3125
67,19970112
300
500
3,6444
911,1
1,3125
112,5849173
300
600
5,0445
1261,125
1,3125
222,0051398
500
100
0,7987
199,675
1,3125
12,50458075
500
200
2,6639
665,975
1,3125
37,91437038
500
300
2,1023
525,575
1,3125
36,50424846
500
400
2,0512
512,8
1,3125
0
500
500
1,5592
389,8
1,3125
37,31899586
500
600
1,8876
471,9
1,3125
60,48809465
Laju alir air dingin tetap, air panas berubah
Laju Alir
(L/jam)
Thi
(oC)
Tho
(oC)
Tci
(oC)
Tco
(oC)
∆T1
∆T2
(oC)
∆Tlm (oC)
(oC)
Panas
Dingin
100
300
58
42
32
38
20
10
14,42695041
200
300
60
45
34
41
19
11
14,6374387
300
300
60
49
35
44
16
14
14,97775138
400
300
60
52
36
46
14
16
14,97775138
500
300
60
53
40
49
11
13
11,97217059
600
300
59
54
41
50
9
13
10,87770043
100
500
57
46
42
44
13
4
7,635822211
200
500
59
48
44
46
13
4
7,635822211
300
500
60
50
42
47
13
8
10,29849538

18. 400
500
60
53
45
50
10
8
8,962840235
500
500
60
54
45
50
10
9
9,491221581
600
500
59
55
47
52
7
8
7,488875689
Laju Alir
Q (kW)
Q plat (W)
A (m2)
U (W/m2.K)
(L/jam)
Panas
Dingin
100
300
2,0766
519,15
1,3125
27,41694162
200
300
2,4227
605,675
1,3125
31,5264628
300
300
3,1149
778,725
1,3125
39,61304142
400
300
3,4609
865,225
1,3125
44,01321874
500
300
3,1149
778,725
1,3125
49,55778746
600
300
3,1149
778,725
1,3125
54,54409131
100
500
1,1537
288,425
1,3125
28,77913797
200
500
1,1537
288,425
1,3125
28,77913797
300
500
2,8842
721,05
1,3125
53,34482447
400
500
2,8842
721,05
1,3125
61,29434578
500
500
2,8842
721,05
1,3125
57,882057
600
500
2,8842
721,05
1,3125
73,35833193

19. b. Perhitungan Secara Empiris
ρ air panas
ρ air dingin
k
=
=
=
cp air
A
0.998 kg/L
0.9968 kg/L
77.83 W/m.K
=
=
4.184 kJ/kg.K
0.05 m2
 Laju Alir Panas Tetap
 Mencari Ho
Laju Alir Panas Tetap (L/jam)
Densitas (kg/m3)
Viscositas (kg/m.s)
K (W/m.K)
1,415 x 10
-1
988,622
0,000563
0,645
3,660 1738,923 32,76381
3017,682
1,415 x 10
-1
988,853
0,000563
0,644
3,692 1739,328 33,05585
3041,641
300
1,415 x 10
-1
989,313
0,000563
0,643
3,757 1740,138 33,64014
3089,423
300
1,415 x 10-1
989,543
0,000563
0,642
3,789 1740,543 33,93238
3113,245
300
1,415 x 10
-1
989,543
0,000563
0,642
3,789 1740,543 33,93238
3113,245
300
1,415 x 10-1
989,773
0,000563
0,642
3,821 1740,948 34,22468
3137,021
500
2,359 x 10
-1
987,471
0,000563
0,648
3,499 2894,831 40,41408
3740,267
2,359 x 10
-1
987,701
0,000563
0,647
3,531 2895,506 40,79067
3771,494
2,359 x 10
-1
987,932
0,000563
0,647
3,563 2896,181 41,16735
3802,661
2,359 x 10
-1
987,932
0,000563
0,647
3,563 2896,181 41,16735
3802,661
-1
987,932
987,932
0,000563
0,000563
0,647
0,647
3,563 2896,181 41,16735
3,563 2896,181 41,16735
3802,661
3802,661
300
300
500
500
500
500
500
v panas (m/s)
2,359 x 10
2,359 x 10-1
Npr
Nre
Nnu
Ho(K/m2.K)

20.  Mencari Hi
Laju Alir Dingin Berubah
(L/jam)
v dingin
(m/s)
Densitas
(kg/m3)
Viscositas
(kg/m.s)
K
(W/m.K)
Nnu
Hi
(K/m2.K)
U
(W/m2.K)
100
4,152 x 10-2
992,076
0,000631
0,635
4,143 457,1313
19,0151
1726,012
83,840
200
7,313 x 10-2
992,766
0,000644
300
-1
0,635
4,240 788,8641 25,56156
2320,238
84,915
1,066 x 10
992,766
0,000644
0,635
4,240 1150,215 30,86567
2801,696
85,489
400
1,835E-01
Npr
Nre
992,536
0,000640
0,635
4,207 1993,247 40,32332
3660,173
86,124
500
-1
2,038 x 10
992,536
0,000640
0,635
4,207
42,49359
3857,169
86,227
600
2,628 x 10-1
991,845
0,000626
0,635
4,111 2913,532 47,63212
4323,597
86,454
100
4,152 x 10-2
993,227
0,000653
0,635
4,304 441,9103 19,42225
1762,97
84,378
200
-2
7,313 x 10
994,147
0,000671
0,635
4,433 758,2102
26,2018
2378,353
85,453
300
1,066 x 10-1
992,996
0,000649
0,635
4,272 1142,507 30,99568
2813,497
85,946
400
-1
1,835 x 10
992,536
0,000640
0,635
4,207 1993,247 40,32332
3660,173
86,558
500
2,038 x 10-1
991,615
0,000622
0,635
4,079 2275,501 41,76514
3791,047
86,629
600
2,628 x 10-1
990,694
0,000604
0,635
3,950 3018,514 46,58419
4228,475
86,834
2213,58
 Laju Alir Dingin Tetap
 Mencari Ho
Laju Alir Panas Tetap (L/jam)
v panas (m/s)
Densitas (kg/m3)
Viscositas (kg/m.s) K (W/m.K)
Npr
Nre
Nnu
Ho(K/m2.K)
300
0,142
995,1288288
0,000727
0,623911
4,858108 1356,407 38,40845
3423,35
300
0,142
994,7459459
0,000687
0,62783
4,547297
1435,03
36,97843
3316,594
300
0,142
993,9172662
0,000667
0,630416
4,40054
1477,058 36,30525
3269,629
300
0,142
993,2266187
0,000653
0,632283
4,303957 1506,513 35,86071
3239,158

21. 300
0,142
991,6151079
0,000622
0,636639
4,078597 1580,209 34,80428
3165,394
300
0,142
991,1546763
0,000613
0,637883
4,014209 1602,655 34,49726
3143,605
500
0,236
992,3057554
0,000635
0,634772
4,17518
4127,922
500
0,236
991,3848921
0,000617
0,637261
4,046403 2652,251 44,73434
4072,494
500
0,236
991,6151079
0,000622
0,636639
4,078597 2633,681 44,93213
4086,506
500
0,236
990,2338129
0,000595
0,640373
3,885432 2749,309 43,73364
4000,832
500
0,236
990,2338129
0,000595
0,640373
3,885432 2749,309 43,73364
4000,832
500
0,236
989,3129496
0,000577
0,642862
3,756655 2832,403 42,91839
3941,513
2579,551
45,521
 Mencari Hi
Laju Alir Dingin Berubah
(L/jam)
v dingin
(m/s)
Densitas
(kg/m3)
Viscositas
(kg/m.s)
K
(W/m.K)
Npr
Nre
Nnu
Hi
(K/m2.K)
U
(W/m2.K)
100
0,045
989,083
0,000572
0,643
3,724
542,259
18,618
1711,477
85,072
200
0,087
987,932
0,00055
0,647
3,563 1091,943 25,278
2334,935
86,537
300
0,147
987,011
0,000532
0,649
3,435 1906,260 32,192
2985,035
87,525
400
0,189
986,320
0,000518
0,651
3,338 2520,112 35,973
3345,249
88,019
500
0,217
986,090
0,000514
0,652
3,306 2915,518 38,319
3566,831
88,187
600
0,233
986,090
0,000514
0,652
3,306 3124,674 39,670
3692,556
88,245
100
0,045
988,392
0,000559
0,645
3,628
1691,4
85,614
200
0,087
987,471
0,000541
0,648
3,499 1109,583 25,021
2315,639
87,089
300
0,147
986,781
0,000527
0,650
3,403 1922,066 32,022
2972,137
88,065
400
0,189
986,090
0,000514
0,652
3,306 2541,571 35,778
3330,242
88,547
500
0,217
985,860
0,000509
0,652
3,274 2940,569 38,109
3550,626
88,774
600
0,233
985,860
0,000509
0,652
3,274 3151,523 39,452
3675,78
88,820
554,961
18,346

23. 4.3 Kurva Kalibrasi
 Laju Alir Panas
0,6
Laju Alir Panas (m3/h)
0,5
0,4
0,3
Rotameter
0,2
Act
0,1
6E-16
-0,1
0
2
4
6
8
Percobaan
 Laju Alir Dingin
Laju Alir Dingin (m3/h)
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
Rotameter
0,2
Act
0,1
0
0
2
4
Percobaan
6
8

24. 4.4 Kurva U vs Laju Alir
Perhitungan Secara Neraca Energi
Laju alir air panas tetap, air dingin berubah
U VS Laju Alir Panas Tetap
250
U (W/m2.K)
200
150
U 300
100
U 500
50
0
0
200
400
600
800
Laju Alir (Liter/jam)
Laju alir air dingin tetap, air panas berubah
U VS Laju Alir Dingin Tetap
80
70
60
U (W/m2.K)

50
40
30
U 300
20
U 500
10
0
0
200
400
Laju Alir (Liter/jam)
600
800

25. Perhitungan Secara Empiris
Laju alir air panas tetap, air dingin berubah
U (W/m2.K)
U VS Laju Alir Panas Tetap
89,500
89,000
88,500
88,000
87,500
87,000
86,500
86,000
85,500
85,000
84,500
88,774 88,820
88,547
88,065 88,019 88,187 88,245
87,525
87,089
U 300
86,537
U 500
85,614
85,072
0
100
200
300
400
500
600
700
Laju Alir (Liter/jam)
Laju alir air dingin tetap, air panas berubah
U VS Laju Alir Dingin Tetap
87,000
86,834
86,55886,62986,454
86,12486,227
85,946
86,500
U (W/m2. K)

86,000
85,500
85,45385,489
85,000
84,915
84,500
U 300
U 500
84,378
84,000
83,840
83,500
0
200
400
Laju Alir (liter/jam)
600
800

26. 4.5 Kurva Efisiensi VS Laju Alir
Laju alir panas tetap, dingin berubah
Efisiensi VS Laju Alir Panas Tetap
160
140
Efisiensi %
120
100
80
60
U 500
40
U 300
20
0
0
200
400
600
800
Laju Alir (L/Jam)
Laju alir dingin tetap, panas berubah
Efisiensi VS Laju Alir
140
120
Efisiensi %
100
80
60
U 300
40
U 500
20
0
0
200
400
Laju Alir (L/Jam)
600
800

27. V. PEMBAHASAN
Oleh Iffa Ma’rifatunnisa
NIM 111411046
Pada praktikum kali ini dilakukan perpindahan panas pada fluida berupa cairan
dimana air panas dan air dingin dialirkan melalui aliran yang berbeda dan dikontakan secata
counter current pada Plate Heat Exchanger (PHE). Perpindahan panas yang terjadi
merupakan perpindahan panas secara tidak langsung karena kedua cairan tidak bercampurdi
dalam PHE.
Pada PHE terjadi perpindahan panas secara konveksi-konduksi. Kalor yang dilepas
oleh air panas diserap oleh lempengan kemudian diberikan pada air dingin (konduksi),
kemudian panas dari air dingin tersebar di dalam air dingin (konveksi).
Pada percobaan dilakukan variasi laju alir sebesar 300 L/Jam dan 500 L/Jam. Variasi
ini dilakukan untuk mengetahui performa PHE.
Dari hasil percobaan diperoleh nilai
Koefisien pindah panas dan efisiensi yang diolah dalam grafik dengan menggunakan
persamaan Neraca Energi dan persamaan Empiris.
Sesuai dengan teori, bahwa perpindahan panas dapat terjadi akibat adanya driving
force berupa perbedaan suhu, tekanan, atau konsentrasi. Pada percobaan ini, perpindahan
panas pada PHE terjadi akibat adanya perbedaan suhu antara air panas dan air dingin. Adanya
perbedaan suhu tersebut menyebabkan perpindahan panas dari air panas ke air dingin
sehingga terjadi kenaikan suhu air dingin keluar dan penurunan suhu air panas keluar. Laju
alir air panas maupun air dingin akan berpengaruh pada perpindahan kalor yang terjadi.
Harga Koefisien pindah panas keseluruhan (U) berdasarkan persamaan Neraca Energi
dan Empiris cukup jauh perbandingannya baik pada laju alir panas tetap maupun pada laju
alir dingin tetap. Dibawah ini merupakan salah satu perbandingan nilai koefisien pada
percobaan dengan nilai Laju alir dingin tetap dan panas berubah.

28. U (W/m2. K)
U VS Laju Alir (Empiris)
87,000
86,500
86,000
85,500
85,000
84,500
84,000
83,500
U 300
U 500
0
200
400
600
800
Laju Alir (liter/jam)
U (W/m2.K)
U VS Laju Alir (NE)
80
70
60
50
40
30
20
10
0
U 300
U 500
0
200
400
600
800
Laju Alir (Liter/jam)
Berdasarkan literatur yang diperoleh laju nilai koefisien pindah panas keseluruhan (U)
berbanding lurus dengan laju alir fluida. Namun hal tersebut tidak sesuai dengan percobaan.
Dari data grafik didapatkan bahwa hasil koefisien pindah panas (U) secara NE hasilnya lebih
fluktuatif dan cenderung memiliki nilai yang lebih kecil dibandingkan perhitungan secara
empiris yang cenderung setiap kenaikan laju alir mengalami peningkatan. Selain itu
perbandingnan nilai U maksimal yang dihasilkan cukup jauh yaitu berdasarkan perhitungan
secara Neraca Energi pada laju alir dingin tetap 300 L/Jam dan 500 L/Jam secara berturutturut adalah 54, 544 dan 73,35, sedangkan berdasarkan perhitungan secara Empiris pada laju
alir dingin tetap 300 L/Jam dan 500 L/Jam secara berturut-turut adalah 86, 454 dan 86,834.
Hal ini menunjukan bahwa proses perpindahan panas berjalan kurang baik. Perolehan nilai
yang fluktuatif tersebut dapat disebabkan karena pengukuran suhu yang kurang tepat pada suhu
masuk dan suhu yang keluar baik pada pengukuran suhu panas maupun pengukuran suhu
dingin. Selain itu, berdasarkan literatur juga semakin besar laju alir maka akan semakin besar

29. pula nilai koefisien pindah panas. Pada percobaan berdasarkan perhitungan NE pada laju alir
panas tetap hal tersebut tidak sesuai dengan literatur yang diperoleh. Hal in dapat disebabkan
karena adanya panas yang hilang sewaktu perpindahan masih dalam perjalanan menuju PHE
dan pengukuran suhu yang kurang tepat saat percobaan.
Efisiensi yang dihasilkan pada percobaan sangat bervariasi. Efisiensi paling tinggi yang
dicapi terjadi pada laju alir 500 L/Jam. Pada laju alir panas tetap efisiensi tertingginya adalah
133, 53 sedangkan pada laju alir dingin tetap efisiesnsi tertingginya adalah 118, 45. sedangkan pada
laju alir 300 L/Jam efisiensi tertinggi pada laju alir panas tetap adalah 116, 00 dan pada laju alir
dingin tetap adalah 103, 55. Semakin besar laju alir maka akan semakin besar efisiensi yang
didapatkan. Walaupun begitu pada percobaan untuk laju alir panas tetap 300 L/Jam hasil efisiensinya
cenderung fluktuatif dan tidak mengalami peningkatan efisiensi untuk setiap kenaikan laju alir.
Ketidaksesuain hasil percobaan dengan literatur dapat disebabkan karena adanya panas yang
hilang akibat adanya kontak anatara PHE dengan udara luar . Selain itu hal tersebut dapat disebabkan
karena kerak atau karat pada PHE yang menghambat perpindahan panas sehingga menyebabkan
efisiensi alat menjadi kurang bagus.
Untuk menanggulangi permasalahn-permasalahn tersebut maka diperlukan ketelitian dalam
pembacaan skala temperatur supaya hasil pengukuran tidak banyak melakukan penyimpangan,
perawatan pada PHE dengan melakukan pemeriksaan dan penggantian gasket,nserta pembersihan
plate danpembersihan saluran cairan . Hal tersebut dilakukan supaya efisiensi yang dihasilkan baik
dan performa alat dalam melakukan perpindahan panas berjalan optimal.

30. VI. KESIMPULAN
 Nilai U maksimal yang dihasilkan cukup jauh yaitu berdasarkan perhitungan secara
Neraca Energi pada laju alir dingin tetap 300 L/Jam dan 500 L/Jam secara berturutturut adalah 54, 544 dan 73,35, sedangkan berdasarkan perhitungan secara Empiris
pada laju alir dingin tetap 300 L/Jam dan 500 L/Jam secara berturut-turut adalah 86,
454 dan 86,834
 Pada percobaan ini, perpindahan panas pada PHE terjadi akibat adanya perbedaan
suhu antara air panas dan air dingin. Adanya perbedaan suhu tersebut menyebabkan
perpindahan panas dari air panas ke air dingin sehingga terjadi kenaikan suhu air
dingin keluar dan penurunan suhu air panas keluar
 Ketidaksesuain hasil percobaan dengan literatur dapat disebabkan karena adanya
panas yang hilang akibat adanya kontak anatara PHE dengan udara luar . Selain itu
hal tersebut dapat disebabkan karena kerak atau karat pada PHE yang menghambat
perpindahan panas sehingga menyebabkan efisiensi alat menjadi kurang bagus.
 Besarnya kalor yang diberikan fluida panas dan kalor yang diterima fluida dingin
tergantung pada besarnya driving force berupa perbedaan suhu antara kedua fluida
tersebut juga laju alir masing-masing fluida.
 besarnya koefisien perpindahan panas tergantung pada kalor yang diterima fluida
dingin dan perbedaan suhu yang ditunjukan dengan nilai ∆TLMTD..

31. DAFTAR PUSTAKA
Tim Pengajar Jurusan Teknik Kimia.1996. Panduan Praktikum Operasi Teknik Kimia
II.Bandung:Pusat pengembangan Pendidikan Politeknik
Geankoplis, Christi J. Transport Processes and Unit Operations : third edition. 1993, 1983,
1978. Prentice-Hall,Inc.
Reklaitis."Introduction to Material and Energy Balances"

32. LAMPIRAN
a.
Gambar Skematis aliran plate heat excanger
fluida dingin
b.
Gambar Isometric plate eat excanger
fluida panas
fluida panas
keluar
fluida dingin masuk
fluida panas masuk
fluida dingin keluar

33. Gambar skematis aliran plate
Passing through
Inlet/Outlet
Leak chamber
Gasket
Area perpindahan
panas
Distribution
area
suspensien
Gambar alat PHE
Gasket