7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
1/56
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
2/56
2-5 3-1a 3-1b 3-2a 3-2b
1-1 1-2 1-3 2-1 2-2 2-3
Apa yang anda ketahui tentang alat
penukar kalor dan bagaimana prinsip
kerjanya?
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
3/56
2-5 3-1a 3-1b 3-2a 3-2b
1-1 1-2 1-3 2-1 2-2 2-3
ALAT PENUKAR KALOR : sistem yang
digunakan untuk pertukaran kalor antara
dua fluida yang dibatasi oleh suatu dinding
pembatas atau antara dua fluida yangberada di antara interfase
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
4/56
2-5 3-1a 3-1b 3-2a 3-2b
1-1 1-2 1-3 2-1 2-2 2-3
KLASIFIKASIBerdasarkan jumlah fluida yang mengalir:
Dua jenis fluida
Tiga jenis fluida
N-jenis fluida
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
5/56
2-5 3-1a 3-1b 3-2a 3-2b
1-1 1-2 1-3 2-1 2-2 2-3
KLASIFIKASIBerdasarkan konstruksi:
Shell and tube
Dengan luas permukaan diperluas
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
6/56
2-5 3-1a 3-1b 3-2a 3-2b
1-1 1-2 1-3 2-1 2-2 2-3
KLASIFIKASIBerdasarkan pengaturan aliran:
Berlawanan
Searah
Melintang
Terbagi
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
7/56
2-5 3-1a 3-1b 3-2a 3-2b
1-1 1-2 1-3 2-1 2-2 2-3
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
8/56
3-1a 3-1b 3-2a 3-2b 1-1
1-2 1-3 2-1 2-2 2-3 2-4
Bagaimana fenomena foulingdan pressure
dropdapat menurunkan kinerja dari alat
penukar kalor?
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
9/56
3-1a 3-1b 3-2a 3-2b 1-1
1-2 1-3 2-1 2-2 2-3 2-4
FAKTOR PENGOTOR : akumulasi
endapan yang tidak diinginkan pada
permukaan perpindahan panas alatpenukar kalor
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
10/56
3-1a 3-1b 3-2a 3-2b 1-1
1-2 1-3 2-1 2-2 2-3 2-4
PENURUNAN TEKANAN : penggantian
energi yang hilang akibat perlawanan
terhadap gaya geser
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
11/56
1-23-1b 3-2a 3-2b 1-1
1-3 2-1 2-2 2-3
Selain kedua hal tersebut, faktor-faktor apa
saja yang dapat mempengaruhi kinerja dari
sebuah alat penukar kalor?
2-4 2-5
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
12/56
1-23-1b 3-2a 3-2b 1-1
1-3 2-1 2-2 2-3 2-4 2-5
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI APK
Koefisien perpindahan panas
Konduktivitas termal
Aliran fluida yang bertukar kalor
Jarak sekat (baffle)
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
13/56
1-31-23-2a 3-2b 1-1
2-1 2-2 2-3
Berikan penjelasan tentang suhu ruah. Bagaimana
suhu ruah dapat membantu anda dalammenyelesaikan permasalahan yang berkaitan
dengan konveksi paksa?
2-4 2-5 3-1a
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
14/56
1-31-23-2a 3-2b 1-1
2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 3-1a
SUHU RUAH: suhu fluida (zat alir) rata-rataseluruh penampang tabung (pipa) tempat
fluida itu mengalir
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
15/56
1-31-23-2a 3-2b 1-1
2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 3-1a
0
0
0
0
2
2
r
p
r
p
b
ucdrr
Tucdrr
TT
x
TruTT oocb
2
96
7
x
TruTT oocw
2
16
3
Atau angka Nu
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
16/56
2-11-31-23-2b 1-1
2-2 2-3
Apa yang anda ketahui tentang koefisien gesek
dari suatu fluida dan bagaimana hubungannyadengan profil aliran dalam proses perpindahan
kalor secara konveksi?
2-4 2-5 3-1a 3-1b
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
17/56
2-11-31-23-2b 1-1
2-2 2-3 2-4 2-5 3-1a 3-1b
KOEFISIEN GESEK: faktor yang
menentukan besarnya friksi fluida dengan
dinding tabung
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
18/56
2-11-31-23-2b 1-1
2-2 2-3 2-4 2-5 3-1a 3-1b
2/1Re332,02
xfxC
Dengan
Dimana
2/13/2 RePr332,0PrRe
NuSt
xx
x
p
xx
uc
h
2/13/2 Re332,0PrSt xx
c
m
g
u
d
Lfp2
2
2
PrSt 3/2 fx
x
C
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
19/56
2-22-11-31-21-1
2-3
Bagaimana mekanisme dan hubungan empiris untuk
perpindahan kalor konveksi paksa pada aliran di dalampipa? Bagaimana pula pada aliran yang menyilang
silinder, bola, dan rangkunan tabung?
2-4 2-5 3-1a 3-1b 3-2a
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
20/56
2-22-11-31-21-1
2-3 2-4 2-5 3-1a 3-1b 3-2a
ALIRAN PADA SILINDER:
n
RbDbDb PNu 8.0
Re023.0n
w
d
df
fNu
)1(Pr)8/(7,1207,1
PrRe)8/(3/22/1
2
10 )64,1Relog82,1( df
3/2Re)/(04.01Re)/(0668.0
66.3
RD
RDD
PLD
PLDNu
14,0
31
Pr
W
H NuJ
14,0
31
W
PHi
k
C
D
kJh
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
21/56
2-22-11-31-21-1
2-3 2-4 2-5 3-1a 3-1b 3-2a
ALIRAN PADA BOLA DAN SILINDER:
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
22/56
2-22-11-31-21-1
2-3 2-4 2-5 3-1a 3-1b 3-2a
ALIRAN PADA BOLA DAN SILINDER:
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
23/56
2-22-11-31-21-1
2-3 2-4 2-5 3-1a 3-1b 3-2a
ALIRAN PADA RANGKUNAN TABUNG:
3/1
Pr
n
ff v
du
Ck
hd
14,02'2
b
wmaksNGfp
4/1
36,0
,Pr
PrPrRe
w
n
maksdCk
dhNu
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
24/56
2-22-11-31-21-1
2-3 2-4 2-5 3-1a 3-1b 3-2a
ALIRAN PADA RANGKUNAN TABUNG:
Korelasi Grimson
Nilai faktor gesek empiris(Jakob)
Korelasi Zukauskas
16,0
maks08,1 Re
]/)[(
118,025,0'
ddSf
n
0,15-
mak/13,143,0 Re
]/)[(
/08,0044,0' sSd
n
p
p
ddS
dSf
dS
Suu
n
nmaks
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
25/56
2-32-22-11-31-2
2-4
Jelaskan pengaruh faktor pengotoran
terhadap kinerja dari suatu alat penukar
kalor.
2-5 3-1a 3-1b 3-2a 3-2b
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
26/56
2-32-22-11-31-2
2-4 2-5 3-1a 3-1b 3-2a 3-2b
Pengotoran tersebut dapat menganggu atau
mempengaruhi temperatur fluida yang
mengalir, temperatur dinding tube serta
kecepatan aliran fluida serta menurunkanatau mempengaruhi koefisien perpindahan
panas menyeluruh dari fluida tersebut
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
27/56
2-42-32-22-11-3
2-5
Jelaskan tentang pendekatan LMTD dan Metode
NTU-Efektivitas serta keunggulannya. Kapan
pendekatan/metode ini dapat diaplikasikan?
3-1a 3-1b 3-2a 3-2b 1-1
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
28/56
2-42-32-22-11-3
2-5 3-1a 3-1b 3-2a 3-2b 1-1
LOG MEAN TEMPERATURE DIFFERENCE
(LMTD)
LMTD: perbedaan temperatur pada ujung yang
satu dari heat exchanger dikurangi perbedaan
temperatur pada ujung yang satu lagi dari heat
exchanger dibagi dengan logaritma natural dari
rasio kedua perbedaan temperatur tersebut
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
29/56
2-42-32-22-11-3
2-5 3-1a 3-1b 3-2a 3-2b 1-1
LOG MEAN TEMPERATURE DIFFERENCE
(LMTD)
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
30/56
2-42-32-22-11-3
2-5 3-1a 3-1b 3-2a 3-2b 1-1
LOG MEAN TEMPERATURE DIFFERENCE
(LMTD)
11
22
1122
lnch
ch
chchm
TTTT
TTTTT
mTFAUq
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
31/56
2-42-32-22-11-3
2-5 3-1a 3-1b 3-2a 3-2b 1-1
NTU EFEKTIVITAS
NTU-efektivitas: metode untuk
menentukan efektivitas dari suatu
alat penukar kalor
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
32/56
2-42-32-22-11-3
2-5 3-1a 3-1b 3-2a 3-2b 1-1
NTU EFEKTIVITAS
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
33/56
2-42-32-22-11-3
2-5 3-1a 3-1b 3-2a 3-2b 1-1
NTU EFEKTIVITAS
Diaplikasikan ketika harus
menentukan suhu masuk atau suhu
keluar pada suatu sistem penukar
kalor
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
34/56
2-52-42-32-22-1
3-1a
Dalam sebuah alat penukar kalor aliran silang, digunakan gas panas
(Cp = 1,09 kJ/kg.C) untuk memanaskan 2,5 kg/detik air dari suhu 35C
menjadi 85C. Gas masuk pada suhu 200C dan keluar pada suhu 93C.Koefisien perpindahan kalor menyeluruh sebesar 180 W/m2.C.
Hitunglah luas penukar kalor dengan menggunakan:
a. Metode Pendekatan LMTD
3-1b 3-2a 3-2b 1-1 1-2
2 52 42 32 22 1
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
35/56
2-52-42-32-22-1
3-1a 3-1b 3-2a 3-2b 1-1 1-2
Diketahui:
Ditanya:
mw= 68 kg/menit
Tc2= 35oC
Tc1= 75oC
cgas = 1,9 kJ/kgoC
U = 180 W/ m2.oC
Th1=200oC
Th2=93oC
A = ?
2 52 42 32 22 1
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
36/56
2-52-42-32-22-1
3-1a 3-1b 3-2a 3-2b 1-1 1-2
Diasumsikan APK berupa pipa ganda
2 52 42 32 22 1
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
37/56
2-52-42-32-22-1
3-1a 3-1b 3-2a 3-2b 1-1 1-2
Diasumsikan bukan pipa ganda, fluida tak campur
2 52 42 32 22 1
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
38/56
2-52-42-32-22-1
3-1a 3-1b 3-2a 3-2b 1-1 1-2
Diasumsikan bukan pipa ganda, fluida campur
2 52 42 32 22 1
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
39/56
2-52-42-32-22-1
3-1a 3-1b 3-2a 3-2b 1-1 1-2
Diasumsikan APK selongsong sekali lintas
2 52 42 32 22 1
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
40/56
2-52-42-32-22-1
3-1a 3-1b 3-2a 3-2b 1-1 1-2
Diasumsikan APK selongsong 2x lintas
3 1a2 52 42 32 2
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
41/56
3-1a
Dalam sebuah alat penukar kalor aliran silang, digunakan gas panas
(Cp = 1,09 kJ/kg.C) untuk memanaskan 2,5 kg/detik air dari suhu 35C
menjadi 85C. Gas masuk pada suhu 200C dan keluar pada suhu 93C.Koefisien perpindahan kalor menyeluruh sebesar 180 W/m2.C.
Hitunglah luas penukar kalor dengan menggunakan:
b. Metode NTU-Efektivitas
2-52-42-32-2
3-1b 3-2a 3-2b 1-1 1-2 1-3
3 1a2 52 42 32 2
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
42/56
3-1a2-52-42-32-2
3-1b 3-2a 3-2b 1-1 1-2 1-3
Diketahui:
Ditanya:
mw= 68 kg/menit
Tc2= 35oC
Tc1= 75oC
cgas = 1,9 kJ/kgoC
U = 180 W/ m2.oC
Th1=200oC
Th2=93oC
A = ?
3 1a2 52 42 32 2
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
43/56
3-1a2-52-42-32-2
3-1b 3-2a 3-2b 1-1 1-2 1-3
3 1a2 52 42 32 2
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
44/56
3-1a2-52-42-32-2
3-1b 3-2a 3-2b 1-1 1-2 1-3
Fluida minimum adalah gas panas maka beda suhu
maksimum:
648,035200
93200
.
.)min(
11
12
CC
CC
TT
TT
HEdalamdimakssuhubeda
fluidaToo
oo
ch
cc
3 1a2 52 42 32 2
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
45/56
3-1a2-52-42-32-2
3-1b 3-2a 3-2b 1-1 1-2 1-3
Berdasarkan Daftar 10-4 NTU untuk aliran silang dengan
Cmaks dan Cmintak campur
3 1a2 52 42 32 2
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
46/56
3-1a2-52-42-32-2
3-1b 3-2a 3-2b 1-1 1-2 1-3
Hasil yang diperoleh tidak jauh berbeda
antara NTU dengan LMTD saat asumsi satu
fluida campur kedua metode dapat
digunakan
3-1b3-1a2-52-42-3
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
47/56
3-1b
Sebuah sistem pemanas air menggunakan alat penukar kalor jenis
selongsong tabung. Uap panas mengalir dalam satu lintasan
selongsong pada suhu 120C, sedangkan air masuk pada suhu 30Cdan melakukan empat lintasan tabung dengan nilai U=2000Wm2.C.Hitunglah luas penukar kalor, jika aliran air yang masuk sebesar 2,5
kg/detik dan air keluar pada suhu 100C.
3-1a2-52-42-3
3-2a 3-2b 1-1 1-2 1-3 2-1
3-1b3-1a2-52-42-3
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
48/56
3-1b3-1a2-52-42-3
3-2a 3-2b 1-1 1-2 1-3 2-1
Diketahui:
Ditanya:
3-1b3-1a2-52-42-3
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
49/56
3-1b3-1a2-52-42-3
3-2a 3-2b 1-1 1-2 1-3 2-1
Jawab:
Terjadi pendidihan F = 1 P = 0
3-1b3-1a2-52-42-3
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
50/56
3-1b3-1a2-52-42-3
3-2a 3-2b 1-1 1-2 1-3 2-1
Mencari Tm :
3-1b3-1a2-52-42-3
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
51/56
3 1b3 1a2 52 42 3
3-2a 3-2b 1-1 1-2 1-3 2-1
Mencari luas APK:
3-2a3-1b3-1a2-52-4
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
52/56
3 2a3 1b
Sebuah sistem pemanas air menggunakan alat penukar kalor jenis
selongsong tabung. Uap panas mengalir dalam satu lintasan
selongsong pada suhu 120C, sedangkan air masuk pada suhu 30C
dan melakukan empat lintasan tabung dengan nilai U=2000Wm2.C.
Jika setelah beroperasi selama beberapa waktu alat penukar kalor
tersebut mengalami faktor pengotoran sebesar 0,0002 m2.C/W,
berapakah suhu air yang keluar pada kondisi tersebut?
3 1a2 52 4
3-2b 1-1 1-2 1-3 2-1 2-2
3-2a3-1b3-1a2-52-4
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
53/56
3 2a3 1b3 1a2 52 4
3-2b 1-1 1-2 1-3 2-1 2-2
Diketahui:
Ditanya:
3-2a3-1b3-1a2-52-4
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
54/56
3 2a3 1b3 1a2 52 4
3-2b 1-1 1-2 1-3 2-1 2-2
3-2a3-1b3-1a2-52-4
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
55/56
3 2a3 1b3 1a2 52 4
3-2b 1-1 1-2 1-3 2-1 2-2
Diasumsikan suhu lain selain suhu air keluar tetap
3-2a3-1b3-1a2-52-4
7/22/2019 Makalah Kelompok Perpindahan Kalor: Konveksi Paksa 2012
56/56
3 2a3 1b3 1a2 52 4
3-2b 1-1 1-2 1-3 2-1 2-2
Suhu air turun U turun turun massa
air harus naik agar laju perpindahan kalor
seperti kondisi awal
Top Related