Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view ·...
Transcript of Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view ·...
![Page 1: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/1.jpg)
PERPINDAHAN PANASPERPINDAHAN PANASJURUSAN TEKNIK MESINJURUSAN TEKNIK MESIN
UNIMUSUNIMUS
JULIAN ALFIJAR, STJULIAN ALFIJAR, ST
![Page 2: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/2.jpg)
PENGANTAR PERPINDAHAN PANASPENGANTAR PERPINDAHAN PANAS
Perpindahan Panas KonduksiPerpindahan Panas Konduksi Perpindahan Panas KonveksiPerpindahan Panas Konveksi Perpindahan Panas RadiasiPerpindahan Panas Radiasi
Macam-macam Perpindahan PanasMacam-macam Perpindahan Panas
![Page 3: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/3.jpg)
Perpindahan Panas KonduksiPerpindahan Panas Konduksi
Adalah proses transport panas dari daerah Adalah proses transport panas dari daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah dalam bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah dalam satu medium (padat, cair atau gas), atau antara satu medium (padat, cair atau gas), atau antara medium – medium yang berlainan yang medium – medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsungbersinggungan secara langsung
Dinyatakan dengan :Dinyatakan dengan :
dxdTkAq
![Page 4: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/4.jpg)
Perpindahan Panas KonduksiPerpindahan Panas Konduksi
Dimana :Dimana :q = Laju perpindahan panas (w)q = Laju perpindahan panas (w)A = Luas penampang dimana panas mengalir (mA = Luas penampang dimana panas mengalir (m22))dT/dx = Gradien suhu pada penampang, atau laju dT/dx = Gradien suhu pada penampang, atau laju
perubahan suhu T terhadap jarak dalam arah perubahan suhu T terhadap jarak dalam arah aliran panas x aliran panas x k = Konduktivitas thermal bahan (w/mk = Konduktivitas thermal bahan (w/mooC)C)
![Page 5: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/5.jpg)
contoh:contoh:
Salah satu permukaan sebuah plat Salah satu permukaan sebuah plat tembaga yang tebalnya 3 cm mempunyai tembaga yang tebalnya 3 cm mempunyai suhu tetap 400 suhu tetap 400 00C, sedangkan suhu C, sedangkan suhu permukaan yg sebelah lagi dijaga tetap 100 permukaan yg sebelah lagi dijaga tetap 100 00C. Berapa kalor yang berpindah melintasi C. Berapa kalor yang berpindah melintasi lempeng itu?lempeng itu?
Perpindahan Panas KonduksiPerpindahan Panas Konduksi
![Page 6: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/6.jpg)
PenyelesaianPenyelesaianDari lampiran A terlihat konduktivitas termal Dari lampiran A terlihat konduktivitas termal tembaga adalah 370 W/m tembaga adalah 370 W/m 00C. Dari hk. C. Dari hk. Fourier :Fourier :
dxdTkAq
dxdTk
Aq
Perpindahan Panas KonduksiPerpindahan Panas Konduksi
![Page 7: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/7.jpg)
22 /7,3
103)400100)(370( mMW
xxTk
Aq
Perpindahan Panas KonduksiPerpindahan Panas Konduksi
![Page 8: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/8.jpg)
Perpindahan Panas KonveksiPerpindahan Panas Konveksi
Adalah transport energi dengan kerja gabungan dari konduksi panas, penyimpanan, energi dan gerakan mencampur. Proses terjadi pada permukaan padat (lebih panas atau dingin) terhadap cairan atau gas (lebih dingin atau panas).
q = h A (∆T)
![Page 9: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/9.jpg)
Dimana :Dimana :q = Laju perpindahan panas konveksiq = Laju perpindahan panas konveksih = Koefisien perpindahan panas konveksi h = Koefisien perpindahan panas konveksi (w/m (w/m2 02 0C)C)A = Luas penampang (mA = Luas penampang (m22))∆∆T = Perubahan atau perbedaan suhu T = Perubahan atau perbedaan suhu ( (00C; C; 00F)F)
Perpindahan Panas KonveksiPerpindahan Panas Konveksi
![Page 10: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/10.jpg)
Contoh:Contoh:Udara pada suhu 20 Udara pada suhu 20 00C bertiup diatas plat panas C bertiup diatas plat panas
50 x 75 cm. Suhu plat dijaga tetap 250 50 x 75 cm. Suhu plat dijaga tetap 250 00C. Koefisien C. Koefisien perpindahan kalor konveksi adalah 25 W/mperpindahan kalor konveksi adalah 25 W/m22 00C. Hitunglah C. Hitunglah perpindahan kalor.perpindahan kalor.
PenyelesaianPenyelesaianDari persamaan : Dari persamaan :
q = h A q = h A (Tw - T∞)(Tw - T∞)
= (25)= (25)(0,50)(0,75)(250 – 20)(0,50)(0,75)(250 – 20)
= 2,156 = 2,156 kWkW
Perpindahan Panas KonveksiPerpindahan Panas Konveksi
![Page 11: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/11.jpg)
Perpindahan Panas RadiasiPerpindahan Panas Radiasi
Adalah proses transport panas dari benda Adalah proses transport panas dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah, bila benda – benda itu lebih rendah, bila benda – benda itu terpisah didalam ruang (bahkan dalam terpisah didalam ruang (bahkan dalam ruang hampa sekalipunruang hampa sekalipun
q = q = δδ A (T A (T1144 – T – T22
44))
![Page 12: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/12.jpg)
Perpindahan Panas RadiasiPerpindahan Panas Radiasi
Dimana :Dimana :δδ = Konstanta Stefan-Boltzman 5,669 x10 = Konstanta Stefan-Boltzman 5,669 x10- -
8 8 w/m w/m22 k k44
A = Luas penampangA = Luas penampangT = TemperaturT = Temperatur
![Page 13: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/13.jpg)
Contoh:Contoh:Dua plat hitam tak berhingga yang suhunya masing masing Dua plat hitam tak berhingga yang suhunya masing masing 800 800 00C dan 300 C dan 300 00C saling bertukar kalor melalui radiasi. C saling bertukar kalor melalui radiasi. Hitunglah perpindahan kalor persatuan luas.Hitunglah perpindahan kalor persatuan luas.
PenyelesaianPenyelesaianDari persamaan:Dari persamaan:
q = q = δδ A (T1 A (T144 – T2 – T244))q/A = q/A = δ δ (T1 (T144 – T2 – T244))q/A = (5,669 x 10-8)(1073q/A = (5,669 x 10-8)(107344 – 573 – 57344))q/A = 69,03 kW/mq/A = 69,03 kW/m22
Perpindahan Panas RadiasiPerpindahan Panas Radiasi
![Page 14: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/14.jpg)
KONDISI KEADAAN TUNAK SATU DIMENSI
dxdTkAq
12 TTxKAq
Dinding DatarLaju perpindahan panas secara konduksi telah kita dapatkan Laju perpindahan panas secara konduksi telah kita dapatkan
Atau : Atau :
21 TTxKAq
![Page 15: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/15.jpg)
Bilamana konduktivitas thermal bahan tetap, tebal dinding Bilamana konduktivitas thermal bahan tetap, tebal dinding adalah ∆x, sedang Tadalah ∆x, sedang T11 dan T dan T22 adalah suhu permukaan adalah suhu permukaan dinding seperti terlihat pada gambar berikut :dinding seperti terlihat pada gambar berikut :
qqTT22
TT11
∆∆xx
Profil SuhuProfil Suhu
xx
KONDISI KEADAAN TUNAK SATU DIMENSI
![Page 16: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/16.jpg)
Jika dalam sistem tersebut terdapat lebih dari satu Jika dalam sistem tersebut terdapat lebih dari satu macam bahan, dan terdiri dari beberapa lapis dinding macam bahan, dan terdiri dari beberapa lapis dinding seperti terlihat pada gambar berikut :seperti terlihat pada gambar berikut :
qqAA
11 22 33 44
AABB CC
KONDISI KEADAAN TUNAK SATU DIMENSI
![Page 17: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/17.jpg)
CC
BBA x
TTAKxTTAKTTAKq
3423
A
12
x
Aliran kalor dapat dituliskan :Aliran kalor dapat dituliskan :
AKx
AKx
AKx
TTq
C
C
B
B
A
A
...
41
atau :
KONDISI KEADAAN TUNAK SATU DIMENSI
![Page 18: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/18.jpg)
Dimana :Dimana :
AKx
AKx
AKx
C
C
B
B
A
A
.;
.;
.
Disebut sebagai Disebut sebagai Tahanan ThermalTahanan Thermal
KONDISI KEADAAN TUNAK SATU DIMENSI
![Page 19: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/19.jpg)
Dari Gambar dapat juga kita buat analogi listriknya:Dari Gambar dapat juga kita buat analogi listriknya:
q
RA RB RC
AKx
A
A
.
AKx
B
B
.
AKx
C
C
.
Analogi listrik digunakan untuk mempermudah Analogi listrik digunakan untuk mempermudah memecahkan soal-soal yang rumit baik yang seri maupun memecahkan soal-soal yang rumit baik yang seri maupun paralel.paralel.
KONDISI KEADAAN TUNAK SATU DIMENSI
![Page 20: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/20.jpg)
Persamaan aliran kalor satu dimensi dapat juga dituliskan Persamaan aliran kalor satu dimensi dapat juga dituliskan sebagai berikut apabila kasusnya seperti pada gambar berikut sebagai berikut apabila kasusnya seperti pada gambar berikut ini:ini:
th
menyeluruh
RT
q
KONDISI KEADAAN TUNAK SATU DIMENSI
A
B
C
D
E
FF
G
q q
1 2 3 4 5
![Page 21: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/21.jpg)
Sistem Silinder - RadialSistem Silinder - RadialMari kita tinjau suatu silinder panjang dengan jari-jari Mari kita tinjau suatu silinder panjang dengan jari-jari dalam rdalam rii, jari-jari luar r, jari-jari luar roo dan panjang L dan panjang L
LL
rroo
rriiqq
KONDISI KEADAAN TUNAK SATU DIMENSI
![Page 22: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/22.jpg)
Dimana silinder ini mengalami beda suhu Ti – To. Untuk Dimana silinder ini mengalami beda suhu Ti – To. Untuk silinder yang panjangnya sangat besar dibandingkan silinder yang panjangnya sangat besar dibandingkan dengan diameternya, dapat diandaikan bahwa aliran dengan diameternya, dapat diandaikan bahwa aliran kalor berlangsung menurut arah radial.kalor berlangsung menurut arah radial.
Maka laju aliran panas yang terjadi dapat kita tuliskan :Maka laju aliran panas yang terjadi dapat kita tuliskan :
drdTKAq
KONDISI KEADAAN TUNAK SATU DIMENSI
![Page 23: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/23.jpg)
Dimana :Dimana :A = 2ПrLA = 2ПrL
Maka :Maka :
drdTrlKq 2
Dengan kondisi batas :Dengan kondisi batas :T = Ti pada r = riT = Ti pada r = riT = TT = Too pada r = r pada r = roo
KONDISI KEADAAN TUNAK SATU DIMENSI
![Page 24: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/24.jpg)
Bila persamaan diatas diintegralkan didapat :Bila persamaan diatas diintegralkan didapat :
io
oi
rrLnTTKL
q/
2
Dan tahanan thermal disini adalah :Dan tahanan thermal disini adalah :
KLrrLnR io
th 2/
KONDISI KEADAAN TUNAK SATU DIMENSI
![Page 25: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/25.jpg)
Koefisien Perpindahan Kalor MenyeluruhKoefisien Perpindahan Kalor Menyeluruh
KONDISI KEADAAN TUNAK SATU DIMENSI
![Page 26: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/26.jpg)
Sehingga laju aliran kalor menyeluruh menjadi:Sehingga laju aliran kalor menyeluruh menjadi:
0. . menyeluruhq U A T
Dimana :Dimana :UoUo = koefisien perpindahan kalor menyeluruh= koefisien perpindahan kalor menyeluruhAA = luas bidang aliran kalor= luas bidang aliran kalorΔTmΔTm = beda suhu menyeluruh= beda suhu menyeluruh
KONDISI KEADAAN TUNAK SATU DIMENSI
![Page 27: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/27.jpg)
Sistem dengan sumber kalorSistem dengan sumber kalorDinding datar dengan sumber kalorDinding datar dengan sumber kalor
TTwwTTww
xx
X=0X=0q = kalor q = kalor yang yang dibangkitkan dibangkitkan persatuan persatuan volumevolume
LLLL
KONDISI KEADAAN TUNAK SATU DIMENSI
![Page 28: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/28.jpg)
Laju aliran panas yang dibangkitkan disini sama dengan rugi kalor Laju aliran panas yang dibangkitkan disini sama dengan rugi kalor pada permukaan, dan untuk mendapatkan besar suhu pusat:pada permukaan, dan untuk mendapatkan besar suhu pusat:
wo TKqLT 2
2
Untuk silinder dengan sumber kalor:Untuk silinder dengan sumber kalor:
wo TKqRT 4
2
KONDISI KEADAAN TUNAK SATU DIMENSI
![Page 29: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/29.jpg)
Perhatikan sebuah benda dua dimensi yang dibagi atas Perhatikan sebuah benda dua dimensi yang dibagi atas sejumlah jenjang yang kecil yang sama pada arah x dan y sejumlah jenjang yang kecil yang sama pada arah x dan y seperti terlihat pada gambar:seperti terlihat pada gambar:
m,nm-1,n m+1,n
m,n-1
m,n+1
∆x∆y
KONDISI KEADAAN TUNAK DIMENSI RANGKAP
![Page 30: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/30.jpg)
Jika ∆x =∆y maka gradien suhu :Jika ∆x =∆y maka gradien suhu :
04 ,)1(,)1(,),1(),1( nmnmnmnmnm TTTTT
Laju Aliran Panas :Laju Aliran Panas :
yTxkq
..
KONDISI KEADAAN TUNAK DIMENSI RANGKAP
![Page 31: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/31.jpg)
Contoh:Contoh:
11 22
4433T = 100 T = 100 00CC
T = 500 T = 500 00CC
T = 100 T = 100 00CC
T = 100 T = 100 00CC
Tentukan :Tentukan :a.a. Distribusi SuhuDistribusi Suhub.b. Laju Aliran PanasLaju Aliran Panas
KONDISI KEADAAN TUNAK DIMENSI RANGKAP
![Page 32: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/32.jpg)
Distribusi suhu:Distribusi suhu:TT22 + 100 + 500 + T + 100 + 500 + T33 – 4T – 4T11 = 0 = 0100 + T100 + T11 + 500 + T + 500 + T4 4 – 4T– 4T22 = 0 = 0TT44 + 100 + T + 100 + T1 1 + 100 – 4T+ 100 – 4T33 = 0 = 0100 + T100 + T33 + T + T22 + 100 – 4T + 100 – 4T44 = 0 = 0
Atau :Atau :
600 + T600 + T22 + T + T33 – 4T – 4T11 = 0 .............(1) = 0 .............(1)600 + T600 + T1 1 + T+ T44 – 4T – 4T22 = 0 .............(2) = 0 .............(2)200 + T200 + T11 + T + T44 – 4T – 4T33 = 0 .............(3) = 0 .............(3)200 + T200 + T33 + T + T22 – 4T – 4T44 = 0 .............(4) = 0 .............(4)
Dimana : Dimana :
TT1 1 = T= T22TT33 = T = T44
KONDISI KEADAAN TUNAK DIMENSI RANGKAP
![Page 33: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/33.jpg)
Dari Persamaan (1)Dari Persamaan (1)600 + T2 + T3 – 4T1 = 0600 + T2 + T3 – 4T1 = 0600 + T1 + T3 – 4T1 = 0600 + T1 + T3 – 4T1 = 0600 + T3 – 3T1 = 0 ...................(5)600 + T3 – 3T1 = 0 ...................(5)
Dari Persamaan (3)Dari Persamaan (3)
200 + T1 + T4 – 4T3 = 0200 + T1 + T4 – 4T3 = 0200 + T1 + T3 – 4T3 = 0200 + T1 + T3 – 4T3 = 0200 + T1 – 3T3 = 0 ..................(6)200 + T1 – 3T3 = 0 ..................(6)
Maka dari persamaan (5) dan (6)Maka dari persamaan (5) dan (6)
KONDISI KEADAAN TUNAK DIMENSI RANGKAP
![Page 34: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/34.jpg)
600 + T600 + T33 – 3T – 3T11 = 0 = 0 600 + T600 + T33 – 3T – 3T11 = 0 = 0
200 + T200 + T11 – 3T – 3T33 = 0 = 0 600 + 3T600 + 3T11 – 9T – 9T33 = 0 = 0
88TT33 = 1200 = 1200
TT33 = 150 = 150 00CCSubstitusi ke pers (5) atau (6)Substitusi ke pers (5) atau (6)
600 + T600 + T33 – 3T – 3T11 = 0 = 0600 + 150 – 3T1 = 0600 + 150 – 3T1 = 0750 = 3T750 = 3T11TT11 = 250 = 250 00CCMaka :Maka : TT11 = T = T22 = 250 = 250 00CCTT33 = T = T44 = 150 = 150 00CC
1200 – 8T1200 – 8T33 = 0 = 0
KONDISI KEADAAN TUNAK DIMENSI RANGKAP
![Page 35: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/35.jpg)
Laju Aliran Panas :Laju Aliran Panas :
yTxkq
..
Untuk Permukaan 500 Untuk Permukaan 500 00CCQ = -∑k(Δx/Δy)[250 - 500] +[250 - 500] = - k (-500) = 500 kQ = -∑k(Δx/Δy)[250 - 500] +[250 - 500] = - k (-500) = 500 k
Untuk Permukaan 100 Untuk Permukaan 100 00CCQ = -∑k(Δx/Δy)[250 – 100] + [150 – 100] + [150 – 100] + Q = -∑k(Δx/Δy)[250 – 100] + [150 – 100] + [150 – 100] + [150 – 100] + [150 – 100] + [250 – 100] = - 500 k[150 – 100] + [150 – 100] + [250 – 100] = - 500 k
KONDISI KEADAAN TUNAK DIMENSI RANGKAP
![Page 36: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/36.jpg)
PERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSAPERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSA
Rumus Empiris untuk aliran dalam pipa/tabungRumus Empiris untuk aliran dalam pipa/tabung
m, Cm, Cpp
AliranAliran
11 22LL
TTb1b1 TTb2b2
![Page 37: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/37.jpg)
Besarnya perpindahan kalor yang terjadi pada suatu Besarnya perpindahan kalor yang terjadi pada suatu penampang/saluran yang berbentuk pipa/tabung dapat penampang/saluran yang berbentuk pipa/tabung dapat dinyatakan dengan beda suhu limbak (bulk temperature):dinyatakan dengan beda suhu limbak (bulk temperature):
q = m.Cp(Tbq = m.Cp(Tb22 – Tb – Tb11) = h.A(Tw – Tb)) = h.A(Tw – Tb)
m = ρ.Um.Am = ρ.Um.A
Untuk mengetahui apakah alirannya laminar atau turbulen maka Untuk mengetahui apakah alirannya laminar atau turbulen maka dibutuhkan bilangan Reynold:dibutuhkan bilangan Reynold:
dUm.Re
PERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSAPERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSA
![Page 38: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/38.jpg)
Dimana :Dimana :mm = laju aliran fluida (kg/s)= laju aliran fluida (kg/s)CpCp = Panas jenis (kj/kg.= Panas jenis (kj/kg.00C)C)TbTb = Suhu limbak= Suhu limbakTwTw = Suhu dinding= Suhu dindingUmUm = Kec. Rata-rata (m/s)= Kec. Rata-rata (m/s)μμ = Kekentalan (kg/m.s)= Kekentalan (kg/m.s)ρρ = Kerapatan (kg/m= Kerapatan (kg/m33))
PERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSAPERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSA
![Page 39: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/39.jpg)
Untuk Aliran Turbulen :Untuk Aliran Turbulen :
NNudud = 0,023.Re = 0,023.Re0,80,8. Pr. Prn n = h.d/k..............pipa licin = h.d/k..............pipa licin
kdh
ffN
n
w
bud
.)1(Pr)8/(7,1207,1
Pr.Re)8/(3/22/1
Untuk pipa licin dgn faktor gesekUntuk pipa licin dgn faktor gesek
Dimana:Dimana:n = 0,11 jika Tw n = 0,11 jika Tw
>Tb>Tbn = 0,25 jika Tw n = 0,25 jika Tw
< Tb< Tb
PERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSAPERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSA
![Page 40: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/40.jpg)
Untuk Aliran Laminar:Untuk Aliran Laminar:
14,03/13/1 )/()/(Pr).(Re86,1 wud LdN
Contoh:Contoh:Tabung yang diameternya 2 cm mempunyai kekasaran Tabung yang diameternya 2 cm mempunyai kekasaran relatif 0,001 berada pada suhu dinding tetap 90 relatif 0,001 berada pada suhu dinding tetap 90 00C. Air C. Air masuk kedalam tabung pada suhu 40 masuk kedalam tabung pada suhu 40 00C dan yang keluar C dan yang keluar adalah 60 adalah 60 00C. Jika kecepatan masuk ialah 3 m/s hitunglah C. Jika kecepatan masuk ialah 3 m/s hitunglah panjang tabung yang diperlukan.panjang tabung yang diperlukan.
PERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSAPERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSA
![Page 41: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/41.jpg)
Jwb :Jwb :q = m.Cp(Tb2 – Tb1) = h.A(Tw – Tb)q = m.Cp(Tb2 – Tb1) = h.A(Tw – Tb) = = ρρ.Um.A.Cp(60 - 40).Um.A.Cp(60 - 40) = = ρρ.Um.πr.Um.πr22.Cp(60 – 40).Cp(60 – 40)Untuk mendapatkan harga Untuk mendapatkan harga ρρ dan Cp kita gunakan tabel dan dan Cp kita gunakan tabel dan menggunakan rumus interpolasi : menggunakan rumus interpolasi : Dari temperatur limbak :Dari temperatur limbak :Tb = (60 +40)/2 = 50 Tb = (60 +40)/2 = 50 00CCMaka : Maka : ρρ = 990 kg/m= 990 kg/m33
CpCp = 4181 j/kg= 4181 j/kg
Maka :Maka :q = 990.3. π.(0,01)2.4181(60 q = 990.3. π.(0,01)2.4181(60
– 40)– 40)q = 77982 Wq = 77982 W
PERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSAPERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSA
![Page 42: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/42.jpg)
PERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSAPERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSA
![Page 43: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/43.jpg)
Untuk permukaan tabung dengan kekasaran relatif, Untuk permukaan tabung dengan kekasaran relatif, temperatur rata-ratanya:temperatur rata-ratanya:TfTf = (90+50)/2 = 70 = (90+50)/2 = 70 00CCρρ = 980 kg/m= 980 kg/m33
kk = 0,660 w/m= 0,660 w/m00CCPrPr = 2,62= 2,62υυ = 0,421x10= 0,421x10-6-6mm22/s/sμμ = ρ.υ = 4,126x10= ρ.υ = 4,126x10-4-4 kg/m.s kg/m.sReRe = 142.510………..Turbulen= 142.510………..Turbulen
Maka rumus yang digunakan :Maka rumus yang digunakan :
kdh
ffN
n
w
bud
.)1(Pr)8/(7,1207,1
Pr.Re)8/(3/22/1
PERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSAPERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSA
![Page 44: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/44.jpg)
Dari diagram mody didapat harga f = 0,0215Dari diagram mody didapat harga f = 0,0215Maka f/8 = 0,002688Maka f/8 = 0,002688n = 0,11 karna Tw > Tbn = 0,11 karna Tw > Tbμμbb = = ρρb.b.vvb = 990.0,568x10-6 = 5,62x10b = 990.0,568x10-6 = 5,62x10-4-4 kg/m.s kg/m.sμwμw = ρw.vw = 967 . 0,33x10= ρw.vw = 967 . 0,33x10-6-6 m m22/s = 3,19x10/s = 3,19x10-4-4 kg/m.s kg/m.s
maka :
kdhxxNud.
19,31062,5
)162,2()002688,0(7,1207,162,2142510)002688,0(
11,0
4
4
3/22/1
Nud = 640 =h.d/kNud = 640 =h.d/kh = (640x0,66)/0,02 = 21120 w/mh = (640x0,66)/0,02 = 21120 w/m22 00CC
PERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSAPERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSA
![Page 45: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/45.jpg)
PERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSAPERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSA
![Page 46: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/46.jpg)
Maka panjang tabung :Maka panjang tabung :
)5090(..77982
dhL
)5090(02,014,32112077982
xxL
L = 1,47 m
q = h.A(Tw – Tb)
q = h. Π.d.L(Tw – Tb) = 77982 w
PERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSAPERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSA
![Page 47: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/47.jpg)
RADIASI TERMALRADIASI TERMAL
Jika suatu benda ditempatkan dalam Jika suatu benda ditempatkan dalam pengurung, dan suhu pengurung lebih pengurung, dan suhu pengurung lebih rendah dari pada suhu benda, maka suhu rendah dari pada suhu benda, maka suhu benda tersebut akan turun, sekalipun benda tersebut akan turun, sekalipun ruang dalam pengurung tersebut hampa. ruang dalam pengurung tersebut hampa. Proses pemindahan panas yang terjadi Proses pemindahan panas yang terjadi hanya semata karena benda suhu dan hanya semata karena benda suhu dan tanpa bantuan zat perantara (medium), tanpa bantuan zat perantara (medium), disebut disebut perpindahan panas radiasiperpindahan panas radiasi
![Page 48: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/48.jpg)
Ditinjau dari gelombang Ditinjau dari gelombang elektromagnetik, energi radiasi elektromagnetik, energi radiasi dibawa oleh gelombang dibawa oleh gelombang elektomagnetik .Ada banyak jenis elektomagnetik .Ada banyak jenis radiasi, yaitu dari radiasi sinar radiasi, yaitu dari radiasi sinar gama ,sinar x, radiasi termal hingga gama ,sinar x, radiasi termal hingga radiasi gelombang radio (dari radiasi gelombang radio (dari spektrum panjang gelombang spektrum panjang gelombang pendek sampai yang berpanjang pendek sampai yang berpanjang gelombang panjang).gelombang panjang).
![Page 49: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/49.jpg)
Sedang radiasi termal, energi pancarannya Sedang radiasi termal, energi pancarannya adalah ditentukan berdasar dari suhu adalah ditentukan berdasar dari suhu benda tersebut. benda tersebut. Daerah spektrum panjang gelombang Daerah spektrum panjang gelombang radiasi termal adalah dari radiasi termal adalah dari 0 , 10 , 1 sampai sampai dengan dengan 100 mikron100 mikron
Radiasi matahari juga merupakan radiasi Radiasi matahari juga merupakan radiasi termal dengan daerah panjang gelombang termal dengan daerah panjang gelombang khusus yaitu khusus yaitu 0, 250, 25 sampai dengan sampai dengan 3 3 mikronmikron..
![Page 50: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/50.jpg)
RADIASI BENDA HITAMRADIASI BENDA HITAM
Benda hitam adalah idealisasi benda yang Benda hitam adalah idealisasi benda yang pada suhu berapapun, memancarkan atau pada suhu berapapun, memancarkan atau menyerap seluruh radiasi pada panjang menyerap seluruh radiasi pada panjang gelombang tertentu manapun (disebut gelombang tertentu manapun (disebut Radiator sempurna).Radiator sempurna).
Daya pancar benda hitam tergantung dari Daya pancar benda hitam tergantung dari suhu dan panjang gelombangnya, seperti suhu dan panjang gelombangnya, seperti terlihat dari persamaan berikut :terlihat dari persamaan berikut :
![Page 51: Macam-macam Perpindahan Panas - Bang Joel's Weblog – …€¦ · PPT file · Web view · 2008-11-12Title: Macam-macam Perpindahan Panas Author: JIPENK Last modified by: user Created](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022062219/5ad165397f8b9aff738baf1b/html5/thumbnails/51.jpg)
Untuk materi seterus Sedang dalam perbaikanUntuk materi seterus Sedang dalam perbaikan