Prinsip Prinsip Konveksi

PRINSIP-PRINSIP KONVEKSI

Prinsip-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 >>>



KonveksiBebas ∆T, ∆ρ

Paksa Energi dari luar

Prinsip-Prinsip KonveksiLapisan Batas Laminer Pada Plat

Rata Neraca Massa

Setelah dibagi dengan dydx diperoleh

(Persamaan kontinu)

Selisih Gaya Geser=

Selisih tekanan =

Perpindahan momenum:

Pers.momentum lapisan laminer

Diabaikan Konduksi panas arah x∂T/ ∂x = 0, sebab ∂T/ ∂x <<< ∂T/ ∂y

Persamaan Energi lapisan batas laminer

Prinsip-Prinsip KonveksiBila pada u∼u∞ dan y∼δ, maka

Sehingga dan Untuk aliran laminer (u rendah),

maka:

Def:

Jadi aliran viskos dan v kecil:

Pengaruh viskos

Pengaruh konduksi

u∞ =70 m/s T =20◦C =293 K p=1 atm, Pada kondisi cp =1005 J/kg ◦C and Pr =0.7, sehingga

Prinsip-Prinsip KonveksiBatas-batas TermalKoefisien panas konveksi pada

lapisan batas terma plat rata,

dimana pemanasan dimulai

pada x = xo:

Dimana: v = μ/ρ

Bila xo = 0, pemanasan pada satu titik:

Koefisien konveksi rata pada ruas-ruas plat:

:x/k

Prinsip-Prinsip KonveksiUntuk pemansan sepanjang plat :

Bila ∆T dinding dan fluida >>

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

logam cair, atau Pr>> pada minyak berat persamaan adalah:

Prinsip-Prinsip KonveksiContoh:Udara pada 27◦C 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 27◦C = 1.85×10−5 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 belakang

Penyelesaian:Tf = ? hitung kondisi aliran bebas

Q = 1 kW

Udara, 27oC, 1atm, u∞ = 5 m/s

Ukuran plat: 60 x 60 cm


Pada tepi belakang , gunakan

Prinsip-Prinsip Konveksi Udara 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<x<L

Setelah diintegrasikan diperoleh:

Nilai rata-rata koefisien perpindahan panas pejang daerah yang dipanaskan adalah:

W = lebar platUntuk memeudhkan perhitungan dapat gunakan

rumus: diperoleh:

Prinsip-Prinsip KonveksiHubungan antara Friksi Fluida dan

Perpindahan Panas

Def:










Prinsip Prinsip Konveksi

Documents