Lembaga Pengembangan & Penjaminan Mutu Pendidikan

Quality for Development

UNIVERSITAS DIPONEGOROwww.undip.ac.id

PRESENTASI PERPINDAHAN PANAS

KELOMPOK 2

“KONDUKSI STEADY STATE” OLEH :

Badril Azhar (21030113060001)

Sofiyani Br Ginting(21030113060008)

Murni Intan Sinaga(21030113060012)

Fransisca Bella R (21030113060021)

Kurnia Iqbal A. (21030113060038)

Farah Marda Y.P. (21030113060039)

Nesi Ondita (21030113060044)

Ridya Amir (21030113060059)

Dewi Indra (21030113060062)

PSD III TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

2015

APA ITU KONDUKSI?

Konduksi adalah proses dimana panas mengalir dari

daerah yang bersuhu lebih tinggi ke daerah yang bersuhu

lebih rendah di dalam satu medium (padat,cair,gas) atau

antara medium-medium yang berlainan yang

bersinggungan secara langsung.

Dalam aliran panas konduksi, perpindahan energi

terjadi hubungan molekul secara langsung tanpa adanya

perpindahan molekul yang cukup besar.

Konduksi Steady State

Konduksi Steady State

Konduksi Keadaan steady state Dua Dimensi

Konduksi pada Satu Seri Bahan

Perpindahan Panas RadiasiAntara Tiga Permukaan

Konduksi Panas SatuDimensi Geometri

Sederhana

Dinding pada Satu

Bidang Datar

Konduksi yang DisusunMelalui Seri dan Paralel

Silinder Berlubang

Cangkang Yang Berbentuk Bola

A. Konduksi Panas Satu Dimensi Geometri Sederhana

1. Dinding pada Satu Bidang Datar

Jika dalam system itu terdapat lebih dari satu macambahan, seperti dalam hal dinding lapis-rangkap sepertigambar berikut :

Perpindahan panas dapat ditulis :

A. Konduksi Panas Satu Dimensi Geometri Sederhana

2. Konduksi pada Satu Seri Bahan

Aliran panas dilewatkan pada bidang datar yang disusun berlapis-lapis dengan bahan yang berbeda-beda. Contoh : pada konstruksi furnace, boiler.

Pada keadaan steady state, panas muka yang masuksebelah kiri harus sama dengan panas yang meninggalkansisi muka sebelah kanan.

Sehingga:

Atau

A. Konduksi Panas Satu Dimensi Geometri Sederhana

3. Konduksi yang Disusun Melalui Seri dan Paralel

Dinding yang terdiri atas beberapa macam bahan yang dihubungkan secara seri dan parallel dialiri panas, makakonduksi dianggap berlangsung satu arah (arah x).

Persamaan aliran panasnya:

A. Konduksi Panas Satu Dimensi Geometri Sederhana

4. Silinder Berlubang

Konduksi melalui pipa dan melalui isolasi pipa. Jikasilinder homogen dan cukup panjang, pengaruh ujung-ujungnya dapat diabaikan dan suhu permukaan-dalamnyakonstan pada Ti sedangkan suhu luarnya dipertahankanseragam pada To.

laju konduksi panas melalui silinder berlubang dapatdinyatakan:

A. Konduksi Panas Satu Dimensi Geometri Sederhana

5. Cangkang Yang Berbentuk Bola

Bola berongga kadang-kadang dipergunakan dalamindustry kimia untuk pekerjaan suhu rendah, bila kerugianpanas harus diusahakan sekecil mungkin. Konduksi melaluicangkang bola adalah juga soal keadaan-stedi satu-dimensijika suhu permukaan dalam dan luarnya seragam dankonstan.

Laju konduksi panas:

B. Konduksi Keadaan steady state Dua

Dimensi

Untuk menganalisis aliran panas keadaan tunakdua dimensi, berlaku persamaan Laplace :

Dengan menganggap konduktivitas termal tetap, persamaan ini dapat diselesaikan dengan caraanalitik, numerik atau grafik.

C. Perpindahan Panas Radiasi Antara TigaPermukaan

Untuk menghitung perpindahan panas antara tigabenda ini dapat diselesaikan dengan menerapkan hokum arus Kirchhoff : Jumlah semua arus yang memasuki suatunode ialah nol.

Lembaga Pengembangan & Penjaminan Mutu Pendidikan

Quality for Development

Soal

1. Hitunglah jari-jari kritis isolasi asbes ( k = 0,17 W/m oC ) yang membalut pipa terkena udarakamar yang suhunya 20oC dengan h = 3,0 W/m oC. Hitunglah rugi kalor dari pipa yang diameternya 5,0 cm dan suhunya 200oC jikadibalut dengan isolasi pada jari-jari kritis, dantanpa isolasi?

Penyelesaian

Hitung ro dari persamaan : ro= = = 0,0567 m = 5,67 cm

Jari-jari dalam isolasi ialah 5,0: 2 = 2,5 cm,

perpindahan kalor dapat dihitung dari persamaan :

= = 105,7 W/m

Tanpa isolasi, konveksi dari permukaan luar pipa ialah

= h( r)(T1 – T0) = (3,0)( )(0,025)(200 – 20) = 84,8 W/m

Jadi, jika ditambahkan isolasi setebal 3,17 cm (5,67 – 2,5),

perpindahan kalor malah bertambah sebanyak 25 persen.

Lembaga Pengembangan & Penjaminan Mutu Pendidikan

Quality for Development

Soal

2. Sebuah tanur kecil berbentuk kubus, ukurandalam 50 x 50 x 50 cm, terbuat dari bata tahanapi ( k = 1,04 W/moC ) yang tebalnya 10 cm. Bagian dalam tanur berada pada suhu 500 oC, sedang bagian luar pada 50 oC. Hitunglah kaloryang hilang melalui dinding tanur!

Penyelesaian

Faktor-faktor total dihitung dengan menjumlahkan factor-

faktor bentuk dinding, tepi, dan sudut :

• Dinding : S = = = 2,5 m

• Tepi : S = 0,54D = (0,54)(0,5) = 0,27 m

• Sudut : 0,15L = (0,15)(0,1) = 0,015 m

Seluruhnya ada 6 dinding, 12 tepi, dan 8 sudut, sehingga

factor bentuk total ialah :

S = (6)(2,5) + (12)(0,27) + (8)(0,015) = 18,36 m

Dan aliran kalor dapat dihitung:

q = ks = (1,04)(18,36)(500 – 50) = 8,592 kW (29,320 Btu/h)

Terima kasihMatur Nuwun