air-cooled heat exchanger

Air-cooled heat exchanger (ACHE), atau “fin-fans”, adalah metode pengeluaran kalor alternatif yang sering digunakan sebagai pengganti exchanger shell and tube berpendingin air konvensional untuk mendinginkan fluida proses. ACHE dapat digunakan di semua iklim. ACHE ditemukan di berbagai spektrum aplikasi termasuk kimia, proses, penyulingan minyak bumi, dan industri lainnya. Kipas yang terletak di bawah bundel tabung memaksa udara ke atas melalui bundel, atau kipas di atas menarik udara melalui bundel. Kipas adalah kipas rendah aksial yang bervariasi dari diameter 4 hingga 12 kaki dan memiliki empat hingga enam bilah. Bilah kipas terbuat dari aluminium, plastik, atau, stainless steel. Penggeraknya bisa berupa motor listrik dengan roda gigi atau V-belt.

Prinsip Kerja Air-cooled Heat Exchanger (ACHE)

Pertama-tama, fluida cair panas masuk menuju tabung bersirip melalui saluran inlet. Fluida gas pendingin terhembus menuju sirip-sirip tabung untuk mendinginkan fluida cair panas yang ada di dalam tabung bersirip. Output dari proses ini adalah fluida panas tadi berubah menjadi fluida cair yang lebih dingin karena proses perpindahan kalor secara konveksi.

Konstruksi Air-cooled Heat Exchanger

ACHE terdiri dari serangkaian tabung bersirip yang dipasang di antara bingkai samping, melewati antara kotak header di kedua ujungnya, fan, dan motor penggerak fan untuk membantu pendinginan.

Tube bundle

Tube bundle adalah tabung bersirip memanjang. Tabung ini adalah saluran perpindahan kalor yang terjadi ACHE. Bundle ini dapat terpasang secara vertikal atau horisontal. Orientasi yang paling umum adalah horizontal. Penghematan area dasar dapat dibuat jika bundel dipasang secara vertikal, tetapi kinerja unit sangat dipengaruhi oleh arah angin yang berlaku. Secara umum, penggunaan bundel yang dipasang secara vertikal terbatas pada unit kecil yang dikemas. Jenis lain yang terserdia dan hanya membutuhkan sekitar setengah dari luas tanah unit horizontal adalah unit A- atau V-frame. Dalam tipe ini, dua bundel miring pada 45°–60° dari horizontal bergabung dengan header mereka di atas atau bawah untuk membentuk sisi miring dari A (yaitu, tipe atap) atau V, masing-masing. Tipe A-frame dengan kipas forced draft di bawah adalah yang lebih umum dan digunakan dalam aplikasi kondensasi uap.

Optimasi Desain

Berikut ini adalah tips merancang ACHE se-ekonomis mungkin tanpa mengurangi performa secara drastis:

• Maksimalkan panjang tabung sambil mempertahankan cakupan kipas 40% atau lebih.
• Desain aircooler dengan rasio 1:3 (rasio lebar terhadap panjang inti) yang membantu mengurangi ukuran header , bagian paling mahal dari air-cooled dan mempertahankan cakupan kipas yang tepat.
• Minimalkan baris tabung untuk meningkatkan efektivitas perpindahan panas area, meminimalkan ketebalan header. Biasanya antara empat dan enam baris tabung (maksimum).
• menggunakan diameter tabung 25,4 mm (1 in.), tergantung pada aplikasi. Bahkan aplikasi dengan fluida viskositas tinggi yang tampaknya lebih menguntungkan dari tabung berdiameter lebih besar biasanya dapat dirancang lebih murah dengan lebih banyak tabung berdiameter 25,4 mm (1 inci). Ketebalan minimum pelat tabung harus 20 mm untuk karbon dan tabung baja paduan rendah dan 15 mm untuk baja paduan tinggi atau bahan lainnya.
• Gunakan penurunan tekanan yang diizinkan. Ini memungkinkan lebih banyak lintasan dalam bundel yang mengurangi ukuran yang lebih dingin.

Proses-proses di atas sangat erat kaitanya dengan mekanika fluida. Salah satu metode yang paling umum untuk mendesain suatu sistem heat exchanger adalah menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD), yaitu metode menyelesaikan persamaan-persamaan mekanika fluida bahkan reaksi kimia menggunakan komputer, sehingga diperoleh hasil yang komprehensif dan detail. >> Klik di sini untuk mempelajari selengkapnya tentang CFD!

Bagi anda mechanical engineer yang ini meningkatkan skill di bidang heat exchanger atau mechanical engineering secara umum, Kami juga menyediakan solusi yaitu training dengan topik-topik seputar mechanical engineering dengan trainer yang sudah sangat berpengalaman di bidangnya untuk meningkatkan skill dan kompetensi anda sebagai seorang engineer profesional. Untuk list training mechanical engineering >>klik di sini!

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL HEAT EXCHANGER LAINNYA!

Kontributor: Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

aeroengineering services merupakan layanan dibawah CV. Markom dengan solusi terutama CFD/FEA.

Sumber:

Thulukkanam, Kuppan. 2013. Heat Exchanger Design Handbook Second Edition. New York: CRC Press.

Author: admin