Perpindahan panas dasar atau kalor adalah pengangkutan energi karena perbedaan suhu benda atau material Ilmu perpindahan panas berhubungan erat dengan ilmu termodinamika Perpindahan Panas :menjelaskan terjadinya perpindahan energi dari suatu benda ke benda lain dan meramalkan lajunya Termodinamika : meramalkan energi yang dibutuhkan untuk mengubah sistem dari keadaan setimbang ke keadaan setimbang yang lain Sasaran analisis ilmu perpindahan panas adalah laju perpindahan energi. Perpindahan panas dapat terjadi secara konduksi, konveksi dan radiasi.
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Perpindahan panas dasar atau kalor adalah pengangkutan energi karena perbedaan suhu benda atau materialIlmu perpindahan panas berhubungan erat dengan ilmu termodinamika
Perpindahan Panas :menjelaskan terjadinya perpindahan energi dari suatu benda ke benda lain dan meramalkan lajunyaTermodinamika : meramalkan energi yang dibutuhkan untuk mengubah sistem dari keadaan setimbang ke keadaan setimbang yang lainSasaran analisis ilmu perpindahan panas adalah laju perpindahan energi. Perpindahan panas dapat terjadi secara konduksi, konveksi dan radiasi.
Energi berpindah secara konduksi/hantaran jika pada suatu benda terdapat perbedaan suhu antara satu bagian dengan bagian yang lain
q
q
T1
T2
T1 > T2
PRINSIP KONDUKSI
(PERPINDAHAN PANAS KONDUKSI)
Laju perpindahan panas diberikan sesuai hukum Fourier :
dimana : k = konduktivitas termalA = luasan bidang perpindahan panasT = perbedaan suhux = jarak bidang perpindahan panas
= gradien suhu
xTkAq
xT
(PERPINDAHAN PANAS KONDUKSI)
Konduktivitas termal/panas menunjukkan : Ukuran kemampuan material untuk menghantarkan energi Energi yang dihantarkan tiap unit waktu, tiap satuan panjang dan tiap beda suhu
Tanda minus menunjukkan kalor mengalir ke tempat yang lebih rendah dalam skala suhu.
(PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI)
Jika benda bersuhu tinggi berada pada lingkungan fluida bersuhu rendah maka akan terjadi perpindahan panas secara konveksi dari benda ke lingkungan. Hal ini terjadi karena pengaruh gerakan pertikel-partikel fluida.Perpindahan panas konveksi diklasifikasikan :
Konveksi bebasTerjadi karena perbedaan kerapatan yang
disebabkangradien suhu
Konveksi paksaGerakan pencampuran karena pengaruh mekanis
PRINSIP KONVEKSI
q
Ts
T~Fluida bergerakTs
T~>
(PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI)
Laju perpindahan panas mengikuti hukum Newton tentang pendinginan :
)T - (TsA h q ~
Dimana : h = koefisien perpindahan panas konveksi atau konduktansi permukaan satuan
Ts = suhu permukaan T~ = suhu lingkungan
Koefisien perpindahan panas konveksi menggambarkan energi yang dibuang tiap satuan waktu, tiap satuan luas dan tiap perbedaan suhu.
(PERPINDAHAN PANAS RADIASI)
Radiasi adalah proses mengalirnya panas dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah bila benda terpisah baik oleh udara/gas atau hampa (vakum). Istilah “radiasi” dipergunakan untuk segala jenis gelombang elektromagnetik, tetapi dalam ilmu ini dibatasi pada persoalan yang diakibatkan oleh suhu dan yang dapat mengangkut energi melalui medium tembus cahaya atau melalui ruang. Energi ini disebut radiasi termal.
Permukaan 1, T1
Permukaan 2, T2
T1 > T2
PRINSIP RADIASI
Dalam perpindahan panas radiasi dikenal penyinar ideal/benda hitam yang dapat memancarkan energi dengan laju sebanding dengan pangkat empat suhu
absolut benda itu
(PERPINDAHAN PANAS RADIASI)
Laju perpindahan panas : q = A (T14 - T2
4 )
Dengan adalah konstanta Stefan-Boltzmann sebesar 5,67 x 10- 8 W/m2.K4 atau 0.1714 x 10- 8 Btu/hr.ft2.R4.Persamaan di atas mengandaikan energi teradiasi oleh benda hitam. Jika benda tidak hitam (seperti abu-abu), maka harus dimasukkan faktor emisivitas () atau pancaran :
q = A (T14- T24)
(PERPINDAHAN PANAS RADIASI)
Radiasi tidak seluruhnya sampai permukaan lain karena gelombang elektromagnetik berjalan menurut
garis lurus dan sebagian hilang ke lingkungan. Untuk itu diperhitungkan faktor pandangan F :
q = F A (T14- T24)
(SISTEM SATUAN)SI Britis
h Konduktivitas termal, k
W/m.C atau W/m.K
Koefisien perpindahan panas konveksi, h
W/m.2C atau W/m2.K
Laju perpindahan panas, q
Watt
Btu/hr.ft. OF
Btu/hr.ft2. OF
Btu/hr
Konversi :1 W/m. OC = 0,5778 Btu/hr.ft. OF1 W/m2. OC = 1 W/m2.K = 0.1761 Btu/hr.ft2. OF
K = OC + 273T (0C) = (T(OF) – 32)/1,8T (OF) = 1,8 T (OC) + 32
Contoh 1:Berapa suhu pada sisi kanan dari benda seperti pada gambar di bawah ini
Sebuah batang panas, kemudian dihembuskan pertama dg air dan dengan udara, ditanya berapa suhu permukaan dari batang tersebut
Contoh 2:
Contoh 3:Dua buah benda seperti pada gambar, terjadi perpindahan panas secara radiasi, berapa besar laju pancaran dan laju perpindahan panas yang diserap?
Besarnya laju panas yang di pancarkan
Besarnya laju panas yang diserap
Related Documents
