Prinsip Prinsip Konveksi
-
Upload
ido-aprilian-tarigan -
Category
Documents
-
view
80 -
download
6
description
Transcript of Prinsip Prinsip Konveksi
PRINSIP-PRINSIP KONVEKSI
PRINSIP-PRINSIP KONVEKSIPrinsip-Prinsip KonveksiMekanisme Konveksi Konduksi dan konveksi perlu media Konveksi perlu aliran fluida Perpindahan panas melalui cairan atau gas dapat dengan konduksi atau konveksi, tergantung pada kehadiran dari setiap gerakan fluida.Prinsip-Prinsip Konveksi
Perpindahan panas >>>
Prinsip-Prinsip Konveksi
Prinsip-Prinsip Konveksi
Prinsip-Prinsip KonveksiLapisan Batas Laminer Pada Plat RataNeraca Massa
Setelah dibagi dengan dydx diperoleh(Persamaan kontinu)6
Selisih Gaya Geser=
Selisih tekanan =
Perpindahan momenum:
Pers.momentum lapisan laminer
Diabaikan Konduksi panas arah xT/ x = 0, sebab T/ x
Tf = suhu lapisan
Prinsip-Prinsip KonveksiBula fluks kalor tetap berlaku hubungan:
Atau dpt dinyatakan fluks kalor dinding dan beda suhu:
Beda suhu rata-rata sepanjang plat:
Prinsip-Prinsip KonveksiHubungan lain: bila Pr > pada minyak berat persamaan adalah:
Prinsip-Prinsip KonveksiContoh:Udara pada 27C dan 1 atm mengalir melalui plat dng kec. 2 m/s. Andaikan plat dipanaskan seluruhnya sampai 60oC. Hitung : q pada x= 20 cm dan x= 40 cm. Viscositas udara pada 27C = 1.85105 kg/m s.Penyelesaian:Suhu film:Sifat fluida (App.3)
Prinsip-Prinsip KonveksiPada x = 20 cm:
Nilai rata-rata koef. h:
Aliran panas adalah:
Prinsip-Prinsip KonveksiAndaikan satu satuan kedalam arah z:
Pada x = 40 cm
Prinsip-Prinsip KonveksiContoh:
Hit. T pada sepanjang plat dan tepi belakangPenyelesaian:Tf = ? hitung kondisi aliran bebas
Q = 1 kWUdara, 27oC, 1atm, u = 5 m/sUkuran plat: 60 x 60 cm
Prinsip-Prinsip KonveksiPada tepi belakang , gunakan
Prinsip-Prinsip KonveksiUdara 1 atm dan 300 K mengalir melalui plat bujur sangkar 20 cm dan kecepatan 20 m/s. Setangah plat terakhir dipanaskan untuk memerpoleh suhu 350 K. Hitung panas yang hilang pada plat. Penyelesaian:Tentukan suhu T: Untuk udara diperoleh harga :
Pemanasan dimulai pada posisi x = 0,1 m
Prinsip-Prinsip KonveksiLebar plat dipanaskan 0.2 m, sehingga panas yang ditansfer adalah integrasi sepanjang xo
Prinsip-Prinsip KonveksiKoef. PP rata-rata didefenisikan:
Atau menggunakan rumus Whitaker:
Prinsip-Prinsip KonveksiContoh: Udara pada 20C dan 1 atm mengalir melalui plat pada 35 m/s. Panjang plat 75 cm dipertahankan suhu 60C. Asumsikan kedalam satu satuan pada arah z, hitung PP dari plat.Penyelesaian:
Re > 5 x 105 turbulen
Prinsip-Prinsip Konveksi
Prinsip-Prinsip KonveksiTebal Lapisan Batas Turbulen:Diluar sublapisan laminer, profil kecepatan dapat dihitung dengan:
Pada lapisan yg sangat tipis tak dapat dihitung tegangan geser, w
Untuk menentukan tebal lapisan batas turbulen gunakan persamaan:
Tinjau lagi
Diperoleh:
Prinsip-Prinsip KonveksiIntegralkan persamaan momentum untuk gradien tekanan nol:
Pers. Ini diintegralkan dalam dua situasi:Lapisan batas turbulen dari tepi depan plat:
Lapisan batas mengikut pola laminer sampai Rekrit = 5x105
Prinsip-Prinsip KonveksiPP dalam Aliran Batang Laminer
Prinsip-Prinsip KonveksiSyarat Batas (SB)
Kecepatan pada pusat tabung:
Asumsi fluks kalor tetap:
Laju panas secara konduksi yang masuk dan keluar dari anulus:
Panas secara konveksi keluar anulus:
Pola aliran parabolik keadaan laminer
Prinsip-Prinsip KonveksiNeraca Energi: energi yang dikonveksi keluar = panas yang dikonduksi ke dalam
Atau:
Asumsikan fluks kalor konstan, T fluida bertambah secara linier x:
Prinsip-Prinsip KonveksiSetelah diintegralkan diperoleh:
Temperatur BulkPada aliran batang/tabung PP secara konveksi:
Tw temp dinding dan Tb suhu bulk dihitung dengan menggunakan:
Energi totalMassa X cpPrinsip-Prinsip KonveksiSuhu bulk:
Suhu dinding:
Koeff PP dihitung dari:
Prinsip-Prinsip Konveksi
: cp
Diffusitas molekul
H= diffusivitas eddy panasPrinsip-Prinsip Konveksi
Prinsip-Prinsip KonveksiPerpindahan Panas dalam Aliran Kec. Tinggi
Prinsip-Prinsip Konveksi