Retyped by DivPen HMM ITB 2010/2011

Ujian Tengah Semester I Semester Pendek 2009

MS3425 Perpindahan Panas I Dosen: Dr. Ir. I Made Astina, M.Eng. Sifat: Tutup buku dan tutup catatan

Hari/Tgl: Kamis, 2 Juli 2009 (2 jam)

Kerjakan keempat soal soal berikut. Masing-masing soal diberi bobot nilai yang sama

1. Dua buah sampel berdiameter 4 cm dan panjang 7 cm dari suatu material yang diuji konduktivitas termalnya dengan pemanas listrik seperti gambar di samping. Dua termokopel terpasang dalam masing-masing sampel tersebut dan berjarak 3 cm. Pemanas listrik berada diantara dua sampel. Bagian selubung sampel diisolasi untuk menjaga aliran panas dalam sampel satu arah dan searah dengan panjangnya Setelah keadaan transien terlewatkan, listrik yang mengalir pada sampel adalah 0,3 A pada tegangan 220. Perkirakan nilai konduktifitas termal material tersebut bila beda temperatur yang ditunjukkan termokopel adalah 10C.

2. Setrika rumah tangga mempunyai daya 1200 W. Elemen pemanas yang berukuran luas bidang sama dengan pelat dasar ditempelkan tepat di permukaan atas pelat dasar tersebut. Di atas elemen pemanas diberi lapisan isolator. Luas bidang permukaan masing-masing sisi dalam dan luar pelat rlasar adalah 160 cm2 dan tebalnya adalah 6 mm. Temperatur permukaan bidang luar pelat dasar dijaga pada sekitar 85C ketika digunakan. Konduktifitas pelat adalah 20 W/m.C. Dengan anggapan daya setrika tersebut semuanya menjadi aliran panas dari permukaan bidang dalam ke permukaan luar, hitung fluks lewat pelat tersebut dan temperatur permukaan dalam pelat tersebut.

3. Kawat pemanas listrik yang berdiameter 2 mm dibungkus dengan plastik yang berketebalan 1 mm. Daya yang dibutuhkan oleh pemanas adalah 80 W. Koefisien perpindahan panas konveksi dari plastik ke udara sekitar 24 W/m2.C. Hitung temperatur antarmuka plastik dengan kawat pemanas. Hitung tebal kritis plastik dan buktikan bila tebal plastik pembungkus dipertebal menjadi dua kali akan menurunkan temperatur antar muka tersebut.

4. Pelat panas didinginkan dengan penempelan sirip aluminium berpenampang empat persegi (bujur sangkar) dengan ukuran 2 mm x 2 mm dan panjang 4 cm. Koefisien perpindahan konveksi dari sistem sirip ke lingkungan 20 W/m2-C. Konduktifitas termal aluminium adalah 237 W/m.C. Ukuran bidang panas yang akan diberi sirip adalah 15 cm x 20 cm. Hitung efisiensi sirip dan jumlah sirip yang diperlukan untuk meningkatkan perpindahan panas menjadi tiga kalinya dengan pengabaian perpindahan panas pada ujung sirip.

Selamat Bekerja

Retyped by DivPen HMM ITB 2010/2011

Rumus Rumus yang mungkin membantu :