FIN

Fin untuk memperbesar panas yang hilang dari

permukaan suatu benda

Beberapa bentuk fin

Perpindahan Panas pada Extended Surface (Fin)

• Permukaan yang dipasangi fin terjadi konduksi, konveksi dan radiasi

• Bentuk umum pers perp pns pd fin ( steady state)

-(1)

• Ac = luas penampang fin (luas perpind panas konduksi)

• As = Luas permukaan fin ( luas perp panas konveksi dan radiasi)

• Bila Ac konstan (mis. Pin Fin)

---(2)

• dAs = P dx dan P = perimeter• Untuk mendptkan dist. suhu diperlukan 2

kondisi batas

0)(112

2 uTT

dxdAs

kh

AcdxdT

dxdAc

Acdx

Td

0)(2

2 u

cTT

kAhP

dx

Td

Kondisi batas :a. T|x =0 = Tb

b. di x = L ada 4 kemungkinan :1. h (TL – Tu) = -k(dT/dx)2. dT/dx = 0 (bila ujung fin diisolasi)3. T = TL

4. T = Tu (bila fin sangat panjang)Contoh Pin Fin dg BC: Tx=0 = Tb dan (dT/dx)x = L = 0

Dan : mL

xLmTTTT

bubu

cosh)(cosh

mLTThPkAdxdTkAQ ubcxcf tanh)(0

ckAhPm

Bgmnkah distribusi suhu untuk BC yg lain?

Temperature Distribution and Heat Transfer Rate for Fins of Uniform Cross

Sectional Area Case

Tip Condition (x=L)

Temperature Distribution Fin Heat Transfer Rate

AConvection heat transfer

B Adiabatic

CConstant Temperature

DInfinite Fin Length

Fin Performance (Effectiveness dan Efficiency)

• Effectiveness :

• Efisiensi :

)( ubb

f

f

ff TThA

QQtQ

)( ubf

f

maks

ff TThA

QQQ

).(.. ubfff TTAhQ

Efisiensi Berbagai Fin

• Fin memberikan Q lbh besar, karena A diperbesar• fin yang terlalu tebal tahanan konduksi jadi lbh besar Q

mengecil kapan Qf mengecil ?

• dQf/dL = 0 (h2/m2k2 )=1 hAc/kP =1• hAc/kP ‹ 1, adanya fin menjadikan Q membesar• hAc/kP › 1, adanya fin menjadikan Q mengecil• Umumnya fin dipasang dengan hAc/kP ‹ 0,25 (karena

faktor biaya pembuatan dan pemeliharaan fin)

• Fin sangat panjang : tanh mL ≥ 0,99 atau mL ≥ 2,65– Fin sangat panjang :

cf hA

kP

Fin Performance (Effectiveness dan Efficiency)

• Untuk memperbesar εf dipilih• k besar, tapi bahan yang ringan• P/Ac besar, fin tipis dan jarak antar fin cukup

singkat• h kecil (ingat : hgas‹ hliquid)

• Fin efektif bila εf ≥ 2

Permukaan yang diperluas dengan sejumlah fin • At = Af + Atf Qt = Qf + Qtf

• Qf = ηfAfh(Tb-Tf)• Qtf = (At-Af)h(Tb-Tf)• Af/At =β

Qt ={(βηf+(1-β)} h(Tb-Tf)• Overall Efficiency : ηo= βηf+(1-β) ηo= 1-β(1- ηf) ηo= 1-Af(1- ηf)/At

Qb

Qf