Mata Kuliah : PERPINDAHAN KALOR

Dipersiapkan Oleh :NK. Caturwati

Jurusan Teknik Mesin Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

CILEGON - 2011

I. Pengertian Umum Perpindahan Panas;

2. Kondusi keadaan steady satu dimensi.;3. Konduksi keadaan stedi dimensi rangkap dan 4. Konduksi keadaan tak stedi.;

5. Prinsip-prinsip konveksi ;6. Sistem konvelsi alamiah.;7. Sistem konveksi paksa8. Rumus-rumus empirik dan praktis untuk perpindahan panas konveksi 9. Perpindahan panas radiasi.;

10. Perpindahan kondensasi dan didih;

11. Alat penukar panas.

Materi Kuliah

Referensi

1. Frank P. Incropera, David P.De Witt, “Fundamentals of Heat and Mass Transfer”John Wiley & Sons, Inc. 1990.

Perpindahan Panas adalah:Perpindahan Energi akibat beda

temperatur .

Mekanisme Perpindahan Panas

KONDUKSI KONVEKSI RADIASI

KONDUKSI

Perpindahan panas yang diakibatkan adanya interaksi antar partikel. Energi panas berpindah akibat persentuhan/kontak antar molekul terutama pada benda padat.

FOURIER’S LAW

dx

dTkq "

q” = Fluks panas yaitu laju panas per satuan luas permukaan yang tegak lurus dengan arah perpindahan panas/kalor. = W/m2

k = konduktivitas panas bahan = W/m.K

dT/dx = Gradien temperatur dalam medium = K/m

Fluks Kalor yang melalui dinding tsb :

q” = 2833 W/m2

Kalor yang keluar dinding tersebut :

q = 2833 W/m2 .(0.5 m x 3 m) = 4250 W

H=50 cm

W=300 cm

L=15 cm

1400 K 1150 K

q”Konduktivitas panas dinding : 1.7 W/m.K

Contoh Nilai Konduktivitas Panas pada Temperatur 300 K (Incropera)

Aluminium 237 W/m.KCopper 401 W/m.KGold 317 W/m.KIron 80.2 W/m.KCarbon steel 60.5 W/m.KStainless Steel 15.1 W/m.KAsbes 0.58 W/m.KBrick (Batu bata) 0.72 W/m.K

KONVEKSI

Perpindahan Panas akibat adanya gerakan molekul. Terjadi antara permukaan padat dengan fluida disekitarnya.

q”Ts

T∞

q” = h. ( Ts - T∞ )

Koefisien Konveksi

Ditentukan oleh : Jenis fluida, kecepatan fluida serta dimensi saluran.

konveksi

Bebas / Free

Paksa/forced

Aliran fluida secara alamiah

Aliran fluida dikondisikan dengan dengan alat atau angin

Kisaran Nilai h (W/m2.K)(Incropera)

Free Convection

Gases 2 – 25

Liquids 50 – 1000

Forced Convection

Gases 25 – 250

Liquids 50 - 20.000

Convection with Phase Change

Boiling or Condensation 2500 – 100.000

RADIATION

Energi berpindah dengan mengambil bentuk sebagai gelombang elektromagnetik.

Ts

4max ." sTq

4.." sTq

Untuk benda hitam

Benda abu-abu

Dimana :

σ = Konstanta Stefan – Boltzmann

= 5.67 x 10-8 W/m2.K4

ε = Emisivitas Permukaan (0 – 1)

ε = 0 Benda Transparan

ε = 1 Benda Hitam

CONTOH SOAL

h = 15 W/m2.K

T∞= 25 0C

udara

Tsur = 25 0CTs = 200 0C

q”

)()())(.( 44surss TTDLTTDLhq

ε = 0.8

Tentukan rugi-rugi panas persatuan panjang pipa.

D = 70 mm