PENGARUH KETEBALAN TUBE TERHADAP HEAT TRANSFER, PRESSURE DROP, DAN TEGANGAN PADA SHELL AND TUBE HEAT EXCHANGER

Heat exchanger merupakan peralatan yang penting untuk proses
perpindahan kalor. Tipe heat exchanger yang paling banyak digunakan di dunia
industri yakni tipe shell and tube. Tipe tersebut banyak digunakan karena
konstruksinya yang simple dan mudah dalam proses perawatan. Konstruksi pada
heat exchanger shell and tube dilakukan variasi disisi shell maupun tubenya untuk
mendapatkan unjuk kerja yang diinginkan. Oleh karena itu dilakukan penelitian
untuk mengetahui pengaruh ketebalan tube terhadap heat transfer, pressure drop,
dan tegangan yang terjadi pada shell and tube heat exchanger sehingga didapatkan
ketebalan tube yang optimal.
Kegiatan yang dilakukan dalam penelitian ini yaitu perancangan heat
exchanger untuk produksi oksigen berkapasitas 30 ton/hari dan analisis heat
transfer, pressure drop, dan tegangan dengan variasi ketebalan tube. Standar yang
digunakan dalam penelitian ini yaitu dokumen panduan perancangan heat
exchanger edisi ke 9 yang disusun oleh Tubular Exchanger Manufacturer
Assosiaciation (TEMA). Tube yang digunakan dalam heat exchanger tersebut
divariasikan ketebalannya untuk mendapatkan pengaruh ketebalan tube terhadap
heat transfer, pressure drop, dan tegangan. Analisis pengaruh ketebalan tube
terhadap heat transfer, pressure drop, dan tegangan dilakukan menggunakan
platform SimScale.
Hasil penelitian terdiri dari analisis pengaruh ketebalan tube trerhadap heat
transfer, pressure drop, dan tegangan pada shell and tube heat exchanger. Pengaruh
variasi ketebalan tube terhadap heat transfer yaitu semakin tebal tube maka
efektivitas heat exchanger dalam menukar kalor menurun. Nilai efektivitas heat
exchanger dalam menukar kalor paling besar terdapat pada variasi ketebalan tube
0,5 mm yaitu 0,969. Nilai efektivitas heat exchanger dalam menukar kalor paling
rendah terdapat pada variasi ketebalan tube 1,5 mm yaitu 0,931. Pengaruh variasi
ketebalan tube terhadap pressure drop yaitu semakin tebal tube maka nilai pressure
drop meningkat. Nilai pressure drop paling besar terdapat pada variasi ketebalan
tube 1,5 mm yaitu 321 Pa. Nilai pressure drop paling rendah terdapat pada variasi
ketebalan tube 0,5 mm yaitu 203 Pa. Pengaruh variasi ketebalan tube terhadap
tegangan yaitu semakin tebal tube maka tegangan maksimal pada komponen tube
nilainya menurun. Ketebalan tube juga mempengaruhi tegangan maksimal pada
komponen shell, head, tubesheet, baffle, dan saddle namun nilainya fluktuatif.
Pengaruh tersebut terjadi pada ketebalan tube 0,5 mm, 0,6 mm, 0,7 mm, 0,8 mm,
0,9 mm, 1,0 mm, 1,1 mm, 1,2 mm, 1,3 mm, 1,4 mm, dan 1,5 mm.