Pemindahan haba

Rajah 1

Rajah 2

Ada satu persamaan mudah yang amat berguna untuk pemahaman tentang asas penukaran haba:

Q = MCp∆T

M= Kadar aliran jisim (g/hr)

Cp= Nilai yang diperlukan untuk menaikan suhu satu unit jisim kepada satu degree (J g^-1 K^-1)

∆T= Perbezaan suhu

Jadi secara mudahnya:

Q = Tenaga yang dihasilkan oleh perubahan suhu sejumlah aliran jisim

Q_H = M_HCp_H(T_HMasukT_HKeluar)

Q_C = M_CCp_C(T_CMasukT_CKeluar)

H – Hot (panas)

C – Cold (sejuk)

Secara teori tenaga yang dibekalkan oleh bahagian panas tidak akan sama dengan yang diambil oleh yang sejuk. Tetapi pada keadaan sebenar ianya dikira sama kerana faktor Insulation yang dipasang.

Q_H = Q_C

Cp korang boleh cari dalam buku kerana ia telah tetap bagi setiap unsur (orang dah kaji). Bagi satu persamaan biasanya Q satu bahagian telah ditetapkan dan darinya M dan ∆T yang satu lagi dicari:

Contoh:

Katakan bahagian sejuk (air) korang kadar alirannya adalah 200 g/hr dan perbezaan suhu adalah 10 Kelvin.

Cp untuk air 4.2 J g^-1 K^-1 dan korang akan dapat, 8400 Joule.

Kemudian bahagian panas pulak korang ada 100 g/hr (air) dan korang boleh cari perubahan suhunya: 20 Kelvin (Dapat X) jadi kalau suhu masuk adalah 350 K suhu keluarnya adalah 330 K @ 57 ⁰C.

Antara contoh kat loji adalah:(Rujuk rajah2) Satu Menara Penyejukan ( Cooling Tower), mempunyai dua kipas. Satu kelompang penukar haba (Heat Exchanger) mendapat Q_C dari Cooling Tower dengan M dibekalkan oleh dua pump.

Kes 1

Menara penyejukan satu kipasnya dipadamkan.

Oleh kerana kipas adalah alat penyejuk suhu air, suhu air akan meningkat dan ini akan merubah nilai Q_C pada stream 1. Oleh kerana M dan Cp stream 2 tidak berubah jadi ∆T nya akan berubah (T_masuk –T_keluar) T masuk semestinya tidak berubah kerana tiada penukaran haba tetapi T keluar akan berubah.

Kes 2

Satu Pump di matikan.

Ianya sama seperti kes diatas, M pada Qc berubah menjadi sedikit dan memberikan kemampuannya menyerap haba pada stream dua berkurang.

Jadi dekati lah persamaan mudah ini untuk korang menjadi lebih realistik dalam menangani masalah loji seharian, OK. Dulu aku pernah melakukan kesilapan, semasa proses Shut Down apabila satu unit loji telah dipadamkan. Aku mengambil keputusan mematikan satu pump pada Cooling Tower dengan alasan penjimatan tenaga. Hasilnya Header cooling tower aku telah pressurize, mujurlah ada juruteknik senior (En. Zafreena) yang membantu membuka vent pada paip header tersebut.

Contoh lain:(Rujuk rajah 1) Perkara ini kerap berlaku pada Distillation column, antara kata kunci bagi masalah ini adalah suhu T2 yang terlalu tinggi atau M2 terlalu sedikit kerana level rendah ataupun Steam trap rosak menyebabkan M1 menjadi rendah....Lu pikir la sendiri!

Blower Surging

Dalam loji ada satu alatan yang melakukan tugasan Blowjob (kerja menghembus) dan ia dikenali sebagai Blower. Alat ini adalah antara alat pengangkutan bendalir (gas) seangkatan dengan Kipas dan compressor. Beza kipas dan blower pada kapasiti udara yang mampu di hembusnya manakala Compressor pulak membekalkan udara bertekanan tinggi.
Kat loji aku Blower ni digunakan untuk mengangkut udara ke reaktor bagi proses pengoksidaan bahan kimia utama. Seperti yang korang sedia maklum loji aku mengalami krisis tenaga kerja kerana proses Osmosis diantara loji kimia kat Malaysia dan kat negara Arab, jadi bahagian Utiliti juga tak terkecuali. Suatu hari semasa Start-up Tarmizi (bukan nama sebenar) dapati Aliran Inlet ke Blower menurun dan tekanan Discharge telah naik, keadaan ini telah menyukarkan Tarmizi untuk meningkatkan aliran udara kereaktor seperti yang diharapkan. Apabila Tarmizi mengarahkan Operator utiliti untuk memeriksa keadaan Blower, operator tersebut menyatakan terdapat bunyi bising yang melebihi keadaan biasa pada unit blower. Oleh kerana operator utiliti ini dan Tarmizi kurang berpengalaman mereka tidak dapat menilai dengan cepat keadaan yang berlaku; Blower telah surging.

Kalau korang nak tahu apa yang akan berlaku pada Blower jika keadaan ini dibiarkan berlaku;

Cuba korang buat Blowjob dengan mulut korang (kerja menghembus) dan kemudian suruh kawan korang menutup mulut korang secara mengejut. Apa yang berlaku pada otot pipi korang dan anak tekak korang agak sama seperti yang berlaku pada blower. Yang berbeza blower mempunyai mekanisma mekanikal yang kurang fleksibel berbanding mulut korang.

Biasanya setiap blower telah mempunyai mekanisma khusus bagi mengatasi masalah ini, spt paip venting pada bahagian discharge.
Jika pump harus dielakkan dari cavitate maka blower harus dielakkan dari surging.