Konveksi Bebas/Alamiah

Pertemuan ke X

NK. Caturwati

Defisini :

Pergerakan fluida lebih disebabkan akibat adanya gaya apung (bouyancy) fluida.

Bouyancy menyebabkan adanya gradien densitas dalam fluida yang berhubungan langsung dengan gaya badan / berat fluida.

Grashof Number, Gr,L

Menyatakanperbandingan antara gaya apung dan gaya viscous fluida.

Koefisien ekspansi thermal volumetrik.Untuk Gas ideal : β = 1/T ,

T temperatur absolut.Untuk Cairan : Lihat di Tabel.

Beberapa nilai β (.10-3 1/K)

Engine Oil : 0,7 T = 273 – 430 KEthylene Glycol : 0,65 T = 273 – 373 KGlycerin : 0,47 T = 273 – 280 K

: 0,48 T = 290 – 300 KWater : 0,28 T = 300 K

Semua jenis gas dapat didekati dengan nilai 1/T , T (K)

Konveksi bebas,Laminer, pelat Vertikal

Kondisi Laminer :

Konveksi bebas, turbulen pada pelat vertikal

Kondisi turbulen ditentukan oleh nilai Rayleigh

Untuk perhitungan teknik dpt digunakan rumus empiris :

Laminer : n = ¼ dan C = 0,59Turbulen : n = 1/3 dan C = 0,1

Contoh soal :

Pelat tegak sepanjang 0,25 m memiliki temperatur permukaan 70 ᵒC. Temperatur udara sekitar pelat 25 ᵒC. Tentukan besarnya koefisien konveksi udara disekitar pelat.

Jawab :

Sifat udara pada T = 320,5 ᵒK

= 17,95 .10-6 m2/s

Pr = 0,7

= 1/320,5 K = 3,12 10-3 K-1

= 23. 10-6 m2/s

k = 27 10-3 W/m.K

53. 106

Kondisi : n = 1/3 dan C = 0,1

Nu = 50,34 sehingga

h rata-rata : (50,34 x 27 10-3 W/m.K) / 0,25 m = 5,4 W/m2.K

Masih salah !