pinpan - pengantar konveksi

7/27/2019 PINPAN - Pengantar Konveksi

1/12

Pengantar Konveksi

q = h (Ts-T)

h = Koefisien Konveksi Lokal

q = Fluks Panas Konveksi = q/A = W/m2

q = Laju Perpindahan Panas Konveksi (W)

Efek perpindahan panas konveksi lokal dan total (menyeluruh), (a) Bentuk Permukaan

Sembarang, (b) Plat Rata

(a) q = q . dAs

Laju perpindahan panas menyeluruh pada permukaan sembarang yaitu gambar (a)

Ditentukan Koefiesien Perpindahan panas rata-rata,

Jadi Hubungan antara koefisien perpindahan panas rata-rata dengan perpindahan panas lokal

dapat kita lihat dari 2 persamaan diatas.


2/12

Untuk Plat Rata (gbr b.)

Didapat :

Contoh Soal :

Hasil percobaan untuk koefisien pindahan panas lokal hx untuk aliran yang terjadi melalui

plat rata, dimana permukaan plat tersebut benar-benar besar, memberikan hasil, yaitu :

Tentukanlah persamaan tentang rasio atau perbandingan koefisien perpindahan panas rata-rata

untuk plat sepanjang x dengan koefisien perpindahan panas lokal juga untuk x.

Penyelesaian


3/12

Tunjukkanlah secara kualitatif variasi dari perubahan sebagai fungsi dari x

LAPISAN BATAS KONVEKSI

Lapisan batas konveksi terdiri dari dua jenis yaitu lapisan batas kecepatan dan lapisan batas

termal.

1. LAPISAN BATAS KECEPATAN

Gambar di atas menunjukkan lapisan batas kecepatan pada pelat rata.

Untuk aliran eksternal, persamaan untuk koefisien gesekan yaitu:


4/12

Sedangkan nilai untuk atau tegangan geser adalah sebagai berikut dimana adalah nilaiviskosotas dinamik.

Di dalam lapisan batas kecepatan, gradien kecepatan pada permukaan pelat rata tergantung

pada jarak x dari ujung terdepan pelat. Oleh karena itu, tegangan geser pada permukaan dan

koefisien gesekan juga tergantung pada x.

2. LAPISAN BATAS TERMAL

Gambar di atas menunjukkan lapisan batas termal pada pelat rata.

Pada jarak x dari ujung plat, fluks panas permukaan lokal akan diperoleh dengan

menggunakanFouriers Law pada fluida dengan y = 0. Maka:

Berdasarkan hukum Newton tentang pendinginan, diketahui:

Setelah disubstitusikan diperoleh formula sebagai berikut.


5/12

Aliran Laminar dan Aliran Turbulen

Lapisan Batas Kecepatan Aliran Laminar dan Aliran Turbulen

Velocity boundary layer development on a flat plate

Kriteria transisi pada pelat rata dalam aliran paralel :

Aliran laminar < 5 x 105 < Aliran turbulen

Lapisan Batas Thermal Aliran Laminar dan Aliran Turbulen


6/12

The Boundary Layer Equations

Consider concurrent velocity and thermal boundary layer development for steady,

twodimensional, incompressible flow with constant fluid properties and negligible body

forces.

boundary layer approximations.

Velocity Boundary Layer:

Thermal Boundary Layer:


7/12

Asal-usul korelasi empiris

I.E =

Isolasi

E

Eksperimen untuk mengukur koefisien perpindahan panas konveksi rata-rata

log

log ReL log ReL

pada

Plat rata dalam aliran pararel

Aliran Laminar

koefisien gesekan lokal

I

L


8/12

Bilangan nusselt lokal

Dengan koefisien gesekan ratarata

Aliran Turbulen

Dari eksperimen diketahui bahwa koefisien gesekan lokal untuk bilangan Reynolds adalah

antara 5 x 105 dan 107

Bilangan Sherwood lokal adalah

Shx = StmRexSc =

Kondisi Lapisan Batas Campuran

Daerah laminar ( 0 x xc ) dan daerah turbulen ( xc < x < L )

( )


9/12

Atau

Aliran eksternal

Rumus Zhukauskas untuk menghitung koefisien konveksi rata-rata :

Aliran Eksternal


10/12

The characteristic length for a circular cylinder or sphere is taken to be the external diameter

D. Thus, the Reynolds number is defined as ReD where is the uniform velocity of the fluid as

it approaches the cylinder or sphere. The critical Reynolds number for flow across a circular

cylinder or sphere is about Recr 2 x 105. That is, the boundary layer remains laminar for

about Re 2 x105

and becomes turbulent for Re 2 x105

.


11/12


12/12

pinpan - pengantar konveksi

Documents