## ANALISA PENGARUH PENGGANTIAN MATERIAL TUBE TERHADAP KECEPATAN, SUHU DAN TEKANAN PADA LUBE OIL COOLER UNTUK PENDINGIN COMPRESSOR 103 DI PT PUSRI
Beni Kurniawan Saputra 1) M Ginting 2) , Soegeng Witjahtjo 3)
1,2,3) Jurusan Teknik Mesin Politeknik Negeri Sriwijaya Jl. Srijaya Negara Bukit Besar, Ilir Barat I Kota Palembang 30139 e-mail : mesin@polsri.ac.id

## ABSTRAK
Dalam  proses  pembuatan  pupuk  digunakan  alat  penukar  kalor  yang  disebut  dengan  Heat Exchanger. Salah satu jenis Heat Exchanger yang paling banyak digunakan adalah Lube Oil Cooler. Di dalam pengoperasiannya, seringkali dijumpai kebocoran tube yang diakibatkan oleh sistem cooling water yang kurang baik atau material tube yang mudah terkorosi.Sehubungan dengan sering terjadi kerusakan diatas, sehingga kami mencoba melakukan penggantian material tube yang semula karbon diubah menjadi stainless ,kuningan, aluminium dan titanium. Lube oil cooler pengganti ini mempunyai konstruksi  dan  spesifikasi  yang  sama  secara  dimensional  tetapi  berbeda  jenis  materialnya.Setelah dilakukan  perhitungan  dan  analisis  data  diperoleh  pembuktian  bahwa  selisih  temperature  rata-rata logarithmic (LMTD) Lube Oil Cooler pengganti lebih rendah sedikit nilainya dari LMTD Lube Oil Cooler asli. Nilai efisiensi Lube Oil Cooler pengganti lebih besar nilainya dibanding dengan nilai efisiensi Lube Oil Cooler asli, disebabkan nilai perbandingan laju perpindahan panas actual dengan laju perpindahan panas maksimal pada Lube Oil Cooler. Press Drop sisi SHELL pada Lube Oil Cooler asli lebih rendah nilainya  dibandingkan  dengan  Press  Drop  sisi  SHELL  pada  Lube  Oil  Cooler  pengganti  dipengaruhi faktor gesekan (f) pada Lube Oil Cooler dan nilai kecepatan aliran massa melalui SHELL (Gs ) pada Lube Oil Cooler. Press Drop sisi TUBE pada Lube Oil Cooler asli lebih rendah nilainya dibandingkan dengan pengganti, disebabkan panjang TUBE, semakin panjang TUBE semakin besar nilai Press Drop yang diperoleh.
Kata Kunci : Heat Exchanger, Lube Oil Cooler, Press Drop, LMTD.

## 1. PENDAHULUAN
Dalam proses pembuatan pupuk urea tersebut, banyak menggunakan alat penukar kalor atau biasa disebut  dengan  Heat  Exchanger.  Salah  satu  jenis heat exchanger yang paling banyak dipakai adalah Lube Oil Cooler. Lube oil cooler biasanya digunakan untuk  mendinginkan  oli/pelumas.  Oli  dari  lube  oil cooler  dipakai  untuk  menjaga  temperatur  normal beroperasinya suatu kompressor atau pompa. Jika temperatur  normal  tidak  tercapai,  maka  kerja kompressor  atau  pompa  terganggu,  yang  dapat berakibat  rusaknya  pompa  atau  kompressor tersebut.
Didalam pengoperasiannya, seringkali dijumpai kebocoran  tube  yang  diakibatkan  oleh  sistem cooling  water  yang  kurang  baik  atau  material  tube yang  mudah  terkorosi,  sehingga  dilakukanlah penggantian  material  tube.  Lube  oil  cooler pengganti ini mempunyai spesifikasi  yang berbeda secara dimensional termasuk materialnya.

## 1.1  Rumusan Masalah
Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah menganalisa  kinerja  lube  oil  cooler  yang  material tubenya carbon steel diganti dengan lube oil cooler yang  material  tubenya  stainless  steel,  titanium  dan kuningan yang ada di PT Pusri Palembang. Lube oil
cooler  yang  dibahas  adalah  lube  oil  cooler compressor 3103-L Ammonia Pusri III.

## 1.2  Batasan Masalah
Ruang  lingkup  pembahasan  dalam  tugas  akhir ini adalah :
 Menganalisa  perpindahan  kalor  pada  Lube oil  cooler  yang  bermaterial  tube  carbon steel, steinless steel, titanium, dan kuningan.
 Menganalisa kinerja keempat lube oil cooler tersebut dengan kondisi operasi actual.

## 2.  BAHAN DAN METODA

## 2.1  Teori Perpindahan Panas (Heat Exchange)
Panas adalah energi  yang  diterima oleh benda sehingga  suhu  benda  atau  wujudnya  berubah.  Air digunakan  sebagai  standar  untuk  menghitung jumlah panas karena untuk menaikkan temperatur 1 gram air sebesar 1 o C diperlukan panas 1 kalor.

## 2.2  Jenis-jenis Perpindahan Panas
2.2.1 Konduksi
Perpindahan  panas  secara  konduksi  adalah proses perpindahan panas dalam satu benda padat yang  utuh.  Panas  yang  diterima  dari  permukaan
yang satu diteruskan oleh molekul benda padat yang konduktif  tersebut  hingga  ke  molekul  permukaan lainnya dengan cara saling bersentuhan.

## 2.2.2. Konveksi
Konveksi  adalah  proses  penyebaran  panas melalui media tertentu (cairan/gas) untuk memanaskan benda lainnya.
Konveksi  sangat  penting  sebagai  mekanisme perpindahan  energi  antara  benda  padat  dan cair/gas.

## 2.2.3  Radiasi
Radiasi  adalah  proses  dimana  panas  yang mengalir  dari  benda  yang  bertemperatur  tinggi  ke benda  yang bertemperatur lebih rendah dan kedua benda tersebut terpisah ke dalam ruangan.

## 2.3  Jenis-jenis Alat Penukar Panas
Salah  satu  tipe  dari  alat  penukar  kalor  yang banyak  dipakai  adalah Shell  and Tube  Heat Exchanger. Alat ini terdiri dari sebuah Shell silindris di  bagian  luar  dan  sejumlah tube ( tube  bundle )  di bagian  dalam,  dimana  temperatur  fluida  di  dalam tube bundle berbeda dengan di luar tube (di dalam Shell )  sehingga  terjadi  perpindahan.  Panas  antara aliran fluida di dalam tube dan di luar tube.

## 2.4  Metodelogi Penelitian
Penelitian diawali dengan observasi (pengumpulan  data)  awal  berupa  temperature masing-masing  fluida,  tekanan  operasi,  dan material.  Dari  data  observasi  yang  diperoleh dilakukan  pengolahan  data  dengan  menghitung besaran berikut :
 Beban kalor yang dipindahkan
 LMTD (selisih temperatur rata-rata)
 Laju aliran masing-masing fluida
 Luas laju aliran masing-masing fluida
 Koefisien perpindahan kalor di dalam tube
 Koefisien perpindahan kalor di luar tube
 Koefisien perpindahan panas total
 Luas permukaan perpindahan panas
 Press drop sisi tube dan shell
 Efesiensi efektif
Jika beberapa kondisi di bawah ini terpenuhi maka Lube Oil Cooler tersebut dapat digunakan :
 LMTDpengganti ≤ LMTD asli
 ηeff pengganti ≥ ηeff asli
 Press Drop Shell Pengganti ≤ Press
 Drop Shell Asli
 Press  Drop  Tube  Pengganti  ≤  Press  Drop Tube Asli

## 4.  HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 1. Hasil Perhitungan Data Cooler
Dari  hasil  perhitungan  data  kinerja  Cooler  Asli dan Cooler Pengganti dapat dianalisa beberapa hal berikut ini :
4.1 Selisih temperature rata-rata logarithmic (LMTD) Lube  Oil  Cooler  Titanium  sebesar  25,68 ℃ paling  rendah  nilainya  dibandingkan  dengan LMTD lube Cooler asli (carbon) sebesar 28,4 ℃ .
Hal  ini  disebabkan  karena  suhu  keluar  sisi SHELL  pada  lube  oil  cooler  asli  nilainya  lebih besar  dibanding  suhu  keluar  sisi  SHELL  pada Lube Oil Cooler pengganti.
4.2  Nilai efisiensi Lube Oil Cooler Titanium sebesar 69  %  lebih  besar  nilainya  jika  dibandingkan dengan  nilai  efisiensi  Lube  Oil  Cooler  asli sebesar  64,7  %.  Hal  ini  disebabkan  karena perbandingan  laju  perpindahan  panas  actual dengan laju perpindahan panas maksimal pada Lube  Oil  Cooler  pengganti  nilainya  lebih  besar dibandingkan dengan nilai pada Lube Oil cooler asli.
4.3  Press  Drop  sisi  SHELL  pada Lube Oil Cooler asli  sebesar  103,13 ⁄ 2 lebih  rendah  nilainya dibandingkan  dengan  Press  Drop  sisi  SHELL pada Lube Oil Cooler Steinless steel, Kuningan, Aluminium,  dan  Titanium.  Hal  ini  disebabkan faktor  gesekan  (f)  pada  Lube  Oil  Cooler  asli (Carbon) lebih kecil dibandingkan dengan faktor gesek  (f)  pada  Lube  Oil  Cooler  pengganti, dengan  nilai  kecepatan  aliran  massa  melalui SHELL (Gs ) pada Lube Oil Cooler asli (Carbon) lebih besar dibanding Gs pada Lube Oil Cooler pengganti.
4.4  Press Drop sisi TUBE pada Lube Oil  Cooler  asli sebesar    0,000056 ⁄ 2 lebih  rendah  nilainya
dibandingkan  dengan  Press  Drop  sisi  TUBE pada  Lube  Oil  Cooler  pengganti.  Hal  ini disebabkan  pan-jang  TUBE  pada  Lube  Oil Cooler  asli  (Carbon)  lebih  kecil  dibanding-kan dengan  panjang  TUBE  pada  Lube  Oil  Cooler pengganti  ,  se-makin  panjang  TUBE  semakin be-sar nilai Press Drop yang diperoleh.

## 5.  KESIMPULAN
Press  Drop  sisi  SHELL  pada  Lube  Oil  Cooler dipengaruhi  oleh  factor  gesekan  dan  kecepatan aliran massa melalui SHELL. Press Drop sisi TUBE pada  Lube  Oil  disebabkan  perbedaan  panjang TUBE, semakin panjang TUBE semakin besar nilai Press  Drop  yang  diperoleh.  Sebaiknya  operator melakukan pencatatan parameter-parameter operasi  Lube  Oil  Cooler  secara  rutin  untuk memudahkan  analisa  gangguan  kinerja  Lube  Oil Cooler  secara  berkesinambungan.  Perhatikan dimensi dan material Lube Oil Cooler pengganti agar dicapai  efisiensi  maksimum  dan  kinerja  Lube  Oil Cooler yang lebih handal.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Cengel,  Y.A.  2004. Heat  Transfer A  Practical Approach ,  2 nd Edition in  SI  Units.  Singapore  : Mc Graw Hill Book.
2. Ir. Tunggul M. Sitompul, SE., MSc. 1993. Alat Penukar  Kalor. Edisi  1.  Jakarta  :  PT.  Raja Grafindo Persada.
3. Holman,  J.P.  1997. Perpindahan Kalor ,
Terjemahan  Ir.  E.  Jasifi, MSc,  Edisi  Keenam. Jakarta : Erlangga.
4. Kern,  D.Q.  1950. Process  Heat Transfer .
Singapore : Mc. Graww Hill Book.
5. Kreith,  Frank. Principles  of  Heat Transfer ,  7 th dition,  SI.  Madras  : Indian  Institute  of Technology.
6. Kuppan,  T. Heat      Exchanger Design Handbook . Marcell Dekker, Inc. New York.
7. StandarofTheTubular
ExchangerManufactur Association, 9 th Edition, Inc. New York.
8. York  India  Limited,  12-05-2005.  Shinde Complex,  Bavadhan  NDA  Road,  PUNE- 411021. India.
9. Re-Design  LOC  York  Compressor.  2011.  PT. PUSRI. Palembang.