hait teransfer

8/6/2019 hait teransfer

1/10

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Linier Heat Conduction

Percobaan ini dilakukan dengan mengukur suhu disetiap termokopel pada

masing-masing bahan Aluminium 25 mm, Stainless Steel25 mm, Brass 13 mm, dan

Brass 25 mm dengan run yang masing-masing dilakukan sebanyak 4 kali yaitu pada

variable tegangan 4,5 volt, 5,5 volt, 6 volt dan 8 volt.

Dari percobaan ini didapatkan data-data temperatur di setiap posisitermokopel T1, T3, T6, T7, dan T8 untuk bahan Aluminium 25 mm, Stainless Steel

25 mm, dan Brass 13 mm. Untuk bahan Brass 25 mm data-data temperatur yang

didapatkan yaitu T1, T3, T4,T6, T7, dan T8.

Untuk semua percobaan ini didapatkan bahwa sesuai dengan urutannya, nilai

temperatur didapatkan berurut dari T1 hingga T8 cenderung menurun. Hal ini

disebabkan karena termokopel pada posisi T1 menerima panas paling awal,

sedangkan T8 menerima panas paling akhir, karena posisinya paling bawah. Pada

posisi paling bawah dialirkan air pendingin. Air pendingin dialirkan agar perpindahan

panas terus berjalan, karena panas mengalir dari temperatur tinggi ke temperatur

rendah.


2/10

3.1.1. BahanStainless stell(D = 25 mm)

Dari Gambar 3.1 menunjukkan hubungan temperatur dengan jarak termokopel

pada konduksi linier bahan stainless stelldimana temperatur tertinggi terdapat pada

T1 dengan 8 volt yaitu 107,10Cdan temperatur terendah terdapat pada T8 dengan 4,5

volt yaitu 29,9 0C.

Dari gambar 3.1 dapat dilihat bahwa suhu menurun dengan meningkatnya

jarak termokopel. Berdasarkan hukumFourier:

Q =kAdT

dX

Temperatur berbanding terbalik dengan selisih jarak. Semakin jauh jarak

termokopel maka temperatur akan semakin menurun. Laju perpindahan panas

berbanding lurus dengan temperatur dan berbanding terbalik dengan jarak, artinya

laju perpindahan panas akan meningkat dengan meningkatnya temperatur dengan

syarat jarak harus kecil.

Dari hasil perhitungan didapatkan konduktivitas panas dari bahan Stainless

stell25 mm, yaitu Kint. Nilai Kint hasil percobaan pada run 1 (4,5 volt) dengan suhu

rata rata 38,54 0C, yaitu 104,39 Watt/m0C, sedangkan nilai konduktivitas dari data

literatur setelah diinterpolasi pada suhu 38,54 0C, yaitu 44,98 Watt/m0C. Nilai Kint

hasil percobaan pada run 2 (5,5 volt) dengan suhu rata rata 46,52 0C, yaitu 59,97

Watt/m0C, sedangkan nilai konduktivitas dari data literatur setelah diinterpolasi pada

suhu 46,52 0C, yaitu 44,98 Watt/m0C. Nilai Kint hasil percobaan pada run 3 (6 volt)

dengan suhu rata rata 49,92 0C, yaitu 48,98 Watt/m0C, sedangkan nilai konduktivitas

dari data literatur setelah diinterpolasi pada suhu 49,92 0C, yaitu 44,98 Watt/m0C.

Nilai Kint hasil percobaan pada run 4 (8 volt) dengan suhu rata rata 63,040C, yaitu

27,18 Watt/m0C, sedangkan nilai konduktivitas dari data literatur setelah diiterpolasi

Gambar 3.1. Kurva hubungan antara temperatur0C dengan jarak termokopel

pada bahan Stainless stell


3/10

pada suhu 63,04 0C, yaitu 44,98 Watt/m0C. Jadi, dapat disimpulkan bahwa semakin

besar tegangan maka semakin kecil konduktivitas termal suatu bahan. (Kern, 1965)

Jadi, jika di bandingkan dengan konduktivitas panas percobaan, dapat

disimpulkan bahwa konduktivitas panas percobaan lebih tinggi dari konduktivitas

panas dari data literatur, hal ini didapat pada run 1 (4,5 volt), run 2 (5,5 volt) dan run

3 (6 volt) masing masing dengan persentase kesalahan sebesar 132,1%, 33,34% dan

8,9%. Besarnya persentase kesalahan disebabkan karena kurang stabilnya arus yang

mengalir pada bahan, sehingga temperatur yang ditampilkan pun tidak stabil. Dan

juga disebabkan karena pada 4,5 volt dan 5,5 volt tegangannya terlalu kecil sehingga

tidak sesuai dengan tegangan pada literatur. Sedangkan pada 6 volt, persentasekesalahannya kecil dari 10%, sehingga data percobaan itu sepenuhnya akurat dan

tepat. Sedangkan pada run 4 (8 volt) konduktivitas panas literatur lebih besar daripada

konduktivitas panas dari percobaan, dengan persentase kesalahannya sebesar 39,58%.

Hal ini dikarenakan tegangan pada percobaan tidak sesuai tegangan yang ada

diliteratur, sehingga terjadi persentase kesalahan yang besar.

3.1.2. Bahan Aluminium (D = 25 mm)

Percobaan kedua yaitu mengukur suhu dengan menggunakan termokopel

untuk jenis bahan aluminium berdiameter 25 mm. Dari percobaan ini diperoleh data

T1, T3, T6, T7 dan T8 dengan variasi tegangan (volt) sebesar 4,5 volt, 5,5 volt, 6 volt

dan 8 volt

Gambar 3.2 menunjukkan hubungan temperatur dengan jarak termokopel

pada konduksi linier bahan aluminium. Temperatur tertinggi terdapat pada T1 dengan


pada bahan Aluminium


4/10

8 volt yaitu 93,3 0C dan temperatur terendah terdapat pada T8 dengan 4,5 volt yaitu

31,7 0C.

Besarnya jarak termokopel berbanding terbalik dengan temperatur. Semakin

jauh jarak termokopel maka temperatur akan semakin menurun artinya laju

perpindahan panas pun akan semakin kecil. Laju perpindahan panas berbanding lurus

dengan temperatur dan berbanding terbalik dengan jarak, artinya laju perpindahan

panas akan meningkat dengan meningkatnya temperatur dengan syarat jarak harus

kecil.

Dari hasil perhitungan didapatkan konduktivitas panas dari bahan aluminium

25 mm, yaitu Kint. Nilai Kint hasil percobaan pada run 1 (4,5 volt) dengan suhu ratarata 40,55 0C, yaitu 195,84 Watt/m0C, sedangkan nilai konduktivitas dari data

literatur setelah diinterpolasi pada suhu 40,55 0C, yaitu 203,813 Watt/m0C. Nilai Kint

hasil percobaan pada run 2 (5,5 volt) dengan suhu rata rata 45,65 0C, yaitu 160,15





Nilai Kint hasil percobaan pada run 4 (8 volt) dengan suhu rata rata 65,32 0C, yaitu





disimpulkan bahwa konduktivitas panas literatur lebih tinggi dari konduktivitas panas

dari percobaan, hal ini didapat pada run 1 (4,5 volt), run 2 (5,5 volt) run 3 (6 volt) dan

run 4 (8 volt) masing masing dengan persentase kesalahan sebesar 3,9%, 21,48%,

32,24% dan 62.66%. Pada 4,5 volt, persentase kesalahannya kecil dari 10%, sehingga

data percobaan itu sepenuhnya akurat dan tepat. Tetapi pada tegangan 5,5 volt, 6 volt

dan 8 volt tegangannya terlalu besar sehingga tidak sesuai dengan tegangan pada

literatur, sehingga menimbulkan perbedaan yang cukup besar antara konduktivitas

percobaan dengan konduktivitas literatur.


5/10

3.1.3. BahanBrass ( D = 13 mm)

Percobaan ketiga yaitu mengukur suhu dengan menggunakan termokopel

untuk jenis bahan brass berdiameter 13 mm. Dari percobaan ini diperoleh data T1,

T3, T6, T7 dan T8 dengan variasi tegangan (volt) sebesar 4,5 volt, 5,5 volt, 6 volt dan

8 volt


pada konduksi linier bahan brass ( D = 13 mm). Temperatur tertinggi terdapat pada

T1 dengan 8 volt yaitu 110,10C dan temperatur terendah terdapat pada T8 dengan 4,5

volt yaitu 31,7 0C.

Besarnya jarak termokopel berbanding terbalik dengan temperatur. Semakin

jauh jarak termokopel maka temperatur akan semakin menurun artinya laju

perpindahan panas pun akan semakin kecil. Laju perpindahan panas berbanding lurus

dengan temperatur dan berbanding terbalik dengan jarak, artinya laju perpindahan

panas akan meningkat dengan meningkatnya temperatur dengan syarat jarak harus

kecil.

Dari hasil perhitungan didapatkan konduktivitas panas dari bahan brass 13

mm, yaitu Kint. Nilai Kint hasil percobaan pada run 1 (4,5 volt) dengan suhu rata rata

43,28 0C, yaitu 302,11 Watt/m0C, sedangkan nilai konduktivitas dari data literatur

setelah diinterpolasi pada suhu 43,28 0C, yaitu 99,87 Watt/m0C. Nilai Kint hasil

percobaan pada run 2 (5,5 volt) dengan suhu rata rata 50,14 0C, yaitu 241,065







pada bahan brass ( D = 13 mm)


6/10






panas dari data literatur, hal ini didapat pada run 1 (4,5 volt), run 2 (5,5 volt) , run 3

(6 volt) dan run 4 (8 volt) masing masing dengan persentase kesalahan sebesar

202,49%, 140,23%, 103,88% dan 125,21%. Besarnya persentase kesalahan

disebabkan karena kurang stabilnya arus yang mengalir pada bahan, sehingga

temperatur yang ditampilkan pun tidak stabil. Dan juga disebabkan karena pada 4,5volt, 5,5 volt, 6 volt dan 8 volt tegangannya terlalu kecil sehingga tidak sesuai dengan

tegangan pada literatur.

3.1.4. BahanBrass ( D = 25 mm)

Percobaan keempat yaitu mengukur suhu dengan menggunakan termokopel

untuk jenis bahan brass berdiameter 25 mm. Dari percobaan ini diperoleh data T1,

T3, T4, T6, T7 dan T8 dengan variasi tegangan (volt) sebesar 4,5 volt, 5,5 volt, 6 volt

dan 8 volt

Gambar 3.4. Kurva hubungan antara temperatur

0

C dengan jarak termokopelpada bahan brass ( D = 25 mm)


7/10


pada konduksi linier bahan brass ( D = 25 mm). Temperatur tertinggi terdapat pada

T1 dengan 8 volt yaitu 94,80C dan temperatur terendah terdapat pada T8 dengan 4,5

volt yaitu 33,6 0C.

Temperatur untuk bahan brass (D = 13 mm) lebih besar daripada brass (D =

25 mm), hal ini dikarenakan luas area perpindahan pada brass (D = 13 mm) lebih

kecil dibandingkan dengan brass (D = 25 mm). Besarnya jarak termokopel

berbanding terbalik dengan temperatur. Semakin jauh jarak termokopel maka

temperatur akan semakin menurun artinya laju perpindahan panas pun akan semakin

kecil. Laju perpindahan panas berbanding lurus dengan temperatur dan berbanding

terbalik dengan jarak, artinya laju perpindahan panas akan meningkat dengan

meningkatnya temperatur dengan syarat jarak harus kecil.

Dari hasil perhitungan didapatkan konduktivitas panas dari bahan brass 25

mm, yaitu Kint. Nilai Kint hasil percobaan pada run 1 (4,5 volt) dengan suhu rata rata

40,95 0C, yaitu 435,66 Watt/m0C, sedangkan nilai konduktivitas dari data literatur

setelah diinterpolasi pada suhu 40,95 0C, yaitu 99,71 Watt/m0C. Nilai Kint hasil

percobaan pada run 2 (5,5 volt) dengan suhu rata rata 45,7 0C, yaitu 334,11



dengan suhu rata rata 48,530C, yaitu 297,38 Watt/m0C, sedangkan nilai konduktivitas








panas dari data literatur, hal ini didapat pada run 1 (4,5 volt), run 2 (5,5 volt) , run 3


8/10

(6 volt) dan run 4 (8 volt) masing masing dengan persentase kesalahan sebesar

336,92%, 233,97%, 196,67% dan 82,83%. Besarnya persentase kesalahan disebabkan

karena kurang stabilnya arus yang mengalir pada bahan, sehingga temperatur yang

ditampilkan pun tidak stabil. Dan juga disebabkan karena pada 4,5 volt, 5,5 volt, 6

volt dan 8 volt tegangannya terlalu kecil sehingga tidak sesuai dengan tegangan pada

literatur.


9/10

3.2. Radial Heat Conduction

Percobaan konduktivitas panas pada aliran radial ini dilakukan dengan

mengukur besar suhu pada termokopel T1, T2, T3, T4, T5, dan T6. Sesuai dengan

posisi termokopel di atas, Run dilakukan sebanyak 4 kali, yaitu pada variable

tegangan 4,5 volt, 5,5 volt, 6 volt, dan 8 volt.

Gambar 3.5 menunjukkan hubungan antara temperatur dengan jarak

termokopel untuk bahan brass 13 mm dengan konduksi perpindahan panas radial.

Berbeda dengan konduksi linier, pada konduksi radial temperatur yang diperoleh

tidak sebesar dari konduksi linier.

Temperatur tertinggi terdapat pada T1 dengan 8 volt yaitu 76,20C dan

temperatur terendah terdapat pada T6 dengan 4 volt yaitu 32,90C. Perbedaan

temperatur untuk masing masing volt tidak jauh berbeda.

Dari hasil percobaan didapatkan konduktivitas bahanBrass pada aliran radial

paling tinggi pada run 1, yaitu sebesar 35,14 Watt/m0C. Dari data literatur didapatkan

konduktivitas panas brass adalah sebesar 99,46 watt/m0C setelah diinterpolasi untuk

suhu yang sama.


disimpulkan bahwa konduktivitas panas dari literatur lebih tinggi dari konduktivitas

panas dari percobaan, dengan persentasi kesalahan yang cukup besar yaitu sebesar

64,67% . Hal ini disebabkan karena kurang stabilnya arus yang mengalir pada bahan,

sehingga nilai temperatur yang ditampilkan pun tidak stabil.


pada bahan brass ( D = 13 mm) pada konduksi radial


10/10

BAB IV

KESIMPULAN

1. Laju perpindahan panas sebanding dengan konduktivitas termal, luas

penampang dan temperatur tetapi berbanding terbalik dengan jarak, sesuai

dengan hukumFourier:

Q=kAdTdx

2. Konduktivitas termal dari percobaan pada aliran linier dapat disimpulkan :

kbrass (d=25mm) = 435,668 Watt/m0C kliteratur = 99,7143 Watt/m

0C

kbrass (d=13mm) = 302,114 Watt/m0C kliteratur = 99,8749 Watt/m

0C

kalluminium = 195,848 Watt/m0C kliteratur = 203,813 Watt/m

0C

kstainless stell = 104,398 Watt/m0C kliteratur = 44,98 Watt/m

0C

Benda yang memiliki konduktivitas termal yang besar berarti penghantar

kalor yang baik, dari data diatas berarti brass (d=25mm) penghantar kalor

yang baik.

3. Konduktivitas termal pada aliran radial pada bahan brass (d = 13 mm) sebesar

35,14 Watt/m0

C, sedangkan konduktivitas termal dari literatur didapat nilaisebesar 99,46 Watt/m0C

4. Distribusi temperatur pada masing masing bahan (brass, stainles steeldan

alumunium) berbanding terbalik dengan jarak termokopel.

hait teransfer

Documents