Presentasi Perpindahan PanasYour company information

Kelompok 3

• Nama Kelompok :

1. indra nur zainu arifin

2. eko bagus

3. husein saifulloh k

A. Konveksi paksa pada aliran dalam saluran tertutup

Pada aliran dalam saluran tertutup sesungguhnya kecepatannya bervariasi, yaitu berkisar antara nol pada permukaan dalam saluran hingga mencapai kecepatan maksimum pada titik tengah saluran untuk perhitungan maka digunakan kecepatan rata-rata Vm yang diasumsikan konstan sepanjang aliran. Laju aliran massa fluida dalam saluran tertutup adalah m= ρVmAc

ρ = densitas fluida

Ac = luas penampang saluran.

Distribusi kecepatan aktual dan ideal

1. Saluaran tertutup bernampang lingkaran

Saluran tertutup yang paling paling banyak digunakan adalah pipa, yaitu saluran dengan penampang aliran berbentuk lingkaran. Aliran dalam saluran dalam pipa juga dapat berupa aliran laminar ataupun turbulen. Adapun bilangan Reynolds untuk aliran alam piapa adalah

Re = V = kecepatan rata-rata fluida v = viskositas kinematik

Pada aliran dalam pipa bilangan Reynold kritis adalah 2300, sehingga

Re < 2300 aliaran laminer 2300 ≤ Re ≤ aliaran transisiRe > 10000 aliaran turbulen

Pada liran dalam pipa berlaku persamaan umum bilangan Nusselt rata-rata

Nu =

Jika fluida memasuki suatu pipa, maka dibutuhkan panjang tertentu hingga aliran tersebut dapat dikatakan dalam kondisi aliran penuh, yaitu mempunyai distribusi kecepatan ataupun temperatu berbentuk parabola. Panjang masuk termal dan hidrodinamik untuk aliran laminar adalah

Lh, laminar = 0,05 Re D

Ll, laminar = 0,05 Re Pr D

Sedangkan pada aliaran turbulen Lh,turbulent = Ll, turbulent = 10 D

2. Saluran tertutup berpenampang selain lingkaran

Untuk penampang saluran tertutup selain lingkaran, maka

persamaan aliran dalam saluran berpenampang lingkaran, yaitu pipa, masih dapat digunakan dengan mengganti variabel D dengan diameter hidrolik Dh sesusai persamaan

Dh =

Ac dan p masing-masing adalah luas keliling penampang saluran.

Dalam penentuan laju aliran perpindahan kalor dan temperatur fluida keluar saluran maka terdapat 2 kondisi dinding saluran, yaitu fluks kalor dinding konstan dan temperatur dinding konstan.

Kondisi fluks kalor permukaan konstan

Untuk kondisi fluks kalor permukaan konstan maka laju perpindahan kalor Q = mCp (Te – Tl)

Dan temperatur keluar

Te = Tl +

Kondisi temperatur konstan

Untuk kondisi temperatur konstan maka temperatur keluar adalah Te = Ts – ( Ts – Tl ) e

–hA/mCp

Sedangkan laju perpindahan kalornya Q = hA∆Tln

Dengan ∆Tln =

=

Penurunan tekanan yang terjadi pada aliran dalam pipa adalah

Dengan f adalah fluida faktor kekarasan, L panjang pipa, D diameter Pipa, ρ densitas fluida, dan Vm kecepatan rata-rata fluida. Pada aliran laminar faktor kekasaran adalah

f =

Untuk menghitung bilangan Nusselt rata-rata pada kondisi aliran laminar dapat digunakan persamaan Sieder Tate

Dengan µb adalah viskositas dinamik fluida pada temperatur borongan sedangkan µs adalah viskositas dinamik fluida pada temperatur permukaan.

Tabel bilangan Nusselt rata-rata untuk aliran laminar pada berbagai penampang saluran

Faktor kekasaran untuk aliran turbulen pada pipa halus dapat menggunakan persamaan F = 0,184 Re-2 (pipa halus)Pada pipa berdinding kasar untuk menghitung faktor kekasaran dapat dapat digunakan persamaan Colebrook

Atau dalam bentuk eksplisit menggunakan persamaan Haaland

Pr ≤ 160Re > 10000n = 0,3 untuk pemanasann = 0,4 untuk pendinginan

Bilangan Nusselt rata-rata pada aliran pipa juga terdapat beberapa persamaan. Jika dimasukan faktor kekasaran maka bilangan Nusselt rata-rata dapat dihitung menggunakan persamaan Chilton-ColburnNu =0,125fRe Pr 1/3

dengan melakukan subsitusi persamaan ke persamaan diperoleh persamaan Colburn untuk alairan turbulen pada pipa berdinding halus

Nu = 0,023 Re 0,8 Pr 1/3

Selain kedua persamaan tersebut, dapat jiga digunakan persamaan Dittus Bolteruntuk aliran turbulen

Nu = 0,023 Re 0,8 Prn

B. Alairan diantara dua pipa

Salah satu jenis alat penukar kalor adalah jenis pipa ganda ( double pipe ), yang terdiri dari dua buah pipa kosentrik ( mempunyai sumbu yang sama ). Pada pipa ganda terdapat aliran 2 fluida, yaitu pada pipa dalam serta diantara pipa dalam da luar (bagian annulus) seperti terlihat pada gambar 3.28

Untuk aliran diantara dua pipa diameter hidrouliknya adalah

Tabel Nilai Bilangan Nusselt Rata-rata Berdasarkan Nilai Di/Do

Contoh soal15°C dengan laju aliran massa 0,3 kg/s dan

dipanaskan oleh uap yang terkondensasi dipermukaan luar pada 120°C . jika koefisien perpindahan kalor rata-rata 800W/m2.°C, hitung panjang pipa yang diperlukan untuk memanaskan air menjadi 115.

Penyelesaian:

• Kalor spesifik air dihitung pada temperatur rata-rata (15+115) /2 = 65 adalah 4187 J /kg. . Kalor kondensasi uap pada 120 adalah 2203 kJ / kg

• Laju aliran kalor

Q = mCP∆t = ( 0,3 kg/s ) (4,187 kJ/kg.) (115 – 15 ) = 125,6 kW

• LMTD

• Luas permukaan perpindahan kalor yang diperlukan

Panjang pipa yang diperlukan