ANALISIS MODEL MATEMATIKA PERPINDAHAN PANAS PADA FLUIDA DI HEAT EXCHANGER TIPE SHELL AND TUBE YANG DIGUNAKAN DI PT. PUPUK KALTIM Tbk.

Abstract

Tahapan kegiatan penelitian meliputi, pertama, menentukan model mate- matika pendinginan gas CO2. Tahapan ini meliputi studi pustaka dan wawan- cara tentang cara kerja dan proses pendinginan gas CO2 kemudian membuat model dengan peninjauan perubahan energi dan momentum dengan menggu- nakan Metode Volume Hingga. Kedua, menentukan diskritisasi model matematika proses pendinginan gas CO2. Ketiga, membuat program matematika pendinginan gas CO2 dengan Matlab untuk mengetahui sebaran panas serta simulasi Fluent untuk mengetahui sebaran panas secara visual. Hasil penelitian disimpulkan sebagai berikut, pertama, model matematika pendinginan CO2 gas dengan Metode Volume Hingga adalah: Te(¡½2u + ½u) + Tw(½2u ¡ ½u) = ¡p + ½(g + Q) + 2¹¢x(1 ¡ ½u) (1) Kedua, hasil Hasil diskritisasi model perpindahan panas pada proses pending- inan gas CO2 menggunakan diskritisasi QUICK berupa matriks nxn 2 666666666666666664 C D 0 0 0 : : : 0 B C D 0 0 : : : 0 A B C D 0 : : : 0 0 A B C D : : : 0 0 0 A B C : : : 0 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : 0 0 0 0 0 : : : C 3 777777777777777775 nxn 2 666666666666666664 T1 T2 T3 T4 T5 : : : Tn 3 777777777777777775 = 2 666666666666666664 E1 E2 E3 E4 E5 : : : En 3 777777777777777775 Dengan keterangan sebagai berikut x A merupakan persamaan yang mengandung T(i-2) yaitu: (½2u ¡ ½u) ¡ ¡1 8 ¢ ; B merupakan persamaan yang mengandung T(i-1) yaitu: (¡½2u+½u) ¡ ¡1 8 ¢ + (½2u ¡ ½u) ¡3 4 ¢ ; C merupakan persamaan yang mengandung T(i) yaitu: (¡½2u + ½u) ¡3 4 ¢ + (½2u ¡ ½u) ¡3 8 ¢ ; D merupakan persamaan yang mengandung T(i+1) yaitu: (¡½2u + ½u) ¡3 8 ¢ ; E merupakan konstanta matriks X yaitu: ¡p + ½(g + Q) + 2¹ u ¢x(1 ¡ ½T0) Ketiga, berdasarkan simulasi perpindahan panas pada proses pendinginan gas CO2 didapatkan bahwa temperatur awal 423 K kemudian masuk heat ex- changer menjadi 419,8252 K dan keluar menjadi 312,2841 K. Persamaan mate- matika perpindahan panas pada proses pendinginan gas CO2 sangat baik karena error relatif nya kurang dari 0,01 yaitu sebesar 0,0087.