konduksi 1 d, steady state

14
KONDUKSI 1 D, STEADY-STATE The 4 th Meeting

Upload: ibnu-hamdun

Post on 25-May-2015

1.352 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Konduksi 1 d, steady state

KONDUKSI 1 D, STEADY-STATE

The 4th Meeting

Page 2: Konduksi 1 d, steady state

Iq

Analog Perpindahan Panas vs Rangkaian Listrik

VT

RRth I

VR

q

TRth

Page 3: Konduksi 1 d, steady state

1. DINDING DATAR tanpa penghasil panas

X=0 X=L

T∞,1

h1 h2

T∞,2

Konveksi konduksi konveksi

Radiasi <<

qc1=h1.A.(T∞1-T1)

T1T2

L

TTkAqk

)( 21

qc2 =h2.A.(T2-T∞,2)

Page 4: Konduksi 1 d, steady state

Rangkaian Thermal Equivalen dapat ditulis sebagai :

T∞,1 T1 T2 T∞,2

qx

Ah .

1

1 Ak

L

. Ah .

1

2

Ah

TTqx ./1 1

11,

AkL

TTqx ./

21 Ah

TTq x ./1 2

2,2

AhAkL

Ah

TTqx

.1

..1

21

2,1,

Page 5: Konduksi 1 d, steady state

RESISTANSI THERMAL

Ah.

1

Ak

L

.

R Konveksi :

R konduksi :

Rtot = R1 + R2 + R3

AhAk

L

AhRtot .

1

..

1

21

Page 6: Konduksi 1 d, steady state

Dinding Komposit

Tin

Tout

12

34

A

B

Chin

h0ut

Tin 1 2 3 4 Tout

AhAk

L

Ak

L

Ak

L

AhR

outC

C

B

B

A

A

Atot .

1

....

1

qx

Page 7: Konduksi 1 d, steady state

KONDUKSI, TRANSIEN

Ein Eout

Eg

stoutgin EEEE

Eg = Energi yang dibangkitkan dalam kontrol Volume

Est = Perubahan kandungan energi dalam kontrol volume

Page 8: Konduksi 1 d, steady state

Lumped Capacitance Method

Yaitu : dengan menganggap temperatur benda dapat dianggap seragam.

inE

stEh

T∞

dt

dTcVTTAh s ...)(.

)(.... TTAhdt

dTcV s

Page 9: Konduksi 1 d, steady state

Beda Temperatur

TT

dt

d

Ah

cV

s.

..

t

s

dtd

Ah

cV

i0.

..

Bentuk Persamaan (1) dapat ditulis sebagai :

tAh

cV i

s

ln..

..

)..

.exp( t

cV

Ah

TT

TT s

i

Page 10: Konduksi 1 d, steady state

Persamaan (2) dapat dinyatakan sebagai :

)/exp().( ti tTTTT

Konstanta waktu

Rt = Resistansi Thermal

Cc = Capasitas Thermal

cts

t CRcVAh

.)..(.

1

Page 11: Konduksi 1 d, steady state

Total Energi yang keluar benda/sistem :

dtAhdtqQt t

s ....0 0

ti

tcVQ

exp1....

Page 12: Konduksi 1 d, steady state

Validitas Methode Lumped Capacitance:

iconv

con

s

ss

sss

Bk

hL

R

R

Ah

AkL

TT

TT

TThATTL

Ak

./1

./

)(.

2,

2,1,

2,2,1,

T∞

Ts,2

Ts,1

Page 13: Konduksi 1 d, steady state

Temperatur benda seragam ; Ts,1 – Ts,2 ≈ 0

Syarat benda dapat dianggap lumped :

Bi <<<

Batasan lumped adalah :

Bi = hL/k < 0.1

Page 14: Konduksi 1 d, steady state

1. Suatu benda bulat dengan jari-jari 5 mm, keluar dari proses heat treatment memiliki temperatur 400 0C, kemudian dicelupkan kedalam air bertemperatur 20 0C. , Jika koefisien konveksi dalam air h = 10 W/m2.K , tentukan waktu yang dibutuhkan agar benda tersebut memiliki temperatur sebesar 50 0C.

Data fisik benda adalah :

ρ = 3000 kg/m3 , k = 20 W/m.K, c = 1000 J/kg.K .

Contoh soal