Optimisasi Fouling Resistance pada Rangkaian Seri dan Paralel Shell and Tube Heat Exchanger Menggunakan Polley Model

Heat Exchanger (HE) merupakan suatu alat yang digunakan dalam proses perpindahan panas untuk mentransfer energi dari fluida panas ke fluida dingin, ataupun sebaliknya, tanpa terjadi perpindahan massa didalamnya dan dapat digunakan sebagai pemanas maupun pendingin untuk memenuhi luaran yang ditentukan. Permasalahan pada heat exchanger yakni terbentuknya fouling. Fouling adalah deposit yang tidak diinginkan pada permukaan heat transfer yang menghambat proses perpindahan panas heat exchanger. Fouling merupakan masalah yang tidak dapat dihindari, tetapi dapat diminimalkan dengan menentukan geomteri heat exchanger yang optimal. Beberapa penelitian yang telah dilakukan adalah menganalisa fouling akibat kondisi operasi dan desain heat exchanger. Pada kondisi operasi yakni fouling diakibatkan oleh perubahan temperatur dan laju aliran massa. Pada proses desain heat exchanger yakni dengan konstanta yang nilainya ditetapkan dahulu kemudian menentukan geometri heat exchanger, tanpa memperhatikan rangkaian seri atau paralel pada heat exchanger tersebut. Hubungan seri atau paralel ini menyebabkan perubahan temperatur dan flowrate yang berbeda pada setiap heat exchanger. Perubahan temperatur dan flowrate pada heat exchanger akan menyebabkan terbentuknya fouling yang berbeda beda. Dalam penelitian ini,rangkaian seri seri merupakan rangkaian terbaik dibandingkan dengan yang lain. Optimisasi dilakukan untuk menentukan geometri shell and tube heat exchanger pada rangkaian seri seri sehingga diperoleh fouling resistance minimal. Optimisasi dilakukan dengan menggunakan beberapa metode stokastik. Variabel yang dioptimisasi adalah diameter dalam shell (Ds), diameter luar tube (do), dan jumlah baffle (Nb). Dari hasil optimisasi Rain Water Optimization didapatkan bahwa pada rangkaian seri seri nilai fouling resistance pada sisi shell (Rfs) untuk HE yang pertama berkurang 15% dan untuk HE yang kedua berkurang 14%, sedangkan fouling resistance pada sisi tube (Rft) untuk HE yang pertama berkurang 7% dan HE yang kedua berkurang 1%. ===================================================================================================== Heat Exchanger (HE) is a tool used in the heat transfer process to transfer energy from hot fluid to cold fluid, or in reverse, without mass transfer inside and it can be used as a heater or cooler to meet the specified output. The problem that could happen in the heat exchanger is the formation of fouling. Fouling is an unwanted deposit on the heat transfer surface that inhibits heat transfer process in the heat exchanger. Fouling is an unavoidable problem, but can be minimized by determining the optimal geometry of the heat exchanger. Some of the past researches in heat exchanger’s fouling were about fouling analyzing due to design and operating conditions of the heat exchanger. In its operating conditions, the fouling is caused by the change in temperature and mass flow rate. In the design process of the heat exchanger, the value of the constant is first determined and then the heat exchanger’s geometry regardless the formation of the heat exchangers. The heat exchanger’s series or parallel formation cause the difference in the temperature and mass flow rate. The changes in temperature and flowrate on the heat exchanger will cause the different formation of fouling resistance. In this research, the series-series heat exchanger’s formation is the best formation compared with others. Optimization is used to determine the geometry of shell and tube heat exchanger in series-series formation to obtain the minimum fouling resistance. Some of the stochastic methods is used for optimization. The optimized variables are the inner diameter of the shell (Ds), the outer diameter of the tube (do), and the number of baffles (Nb). From the result of the Rain Water Optimization with series-series formation, the value of the fouling resistance in the shell’s side (Rfs) of the first heat exchanger was reduced by 15% and reduced for 14% in the second heat exchanger while the value of the fouling resistance in the tube’s side (Rft) for first heat exchanger was reduced by 7% and reduced for 1% in the second heat exchange