PRINSIP-PRINSIP KONVEKSI

PRINSIP-PRINSIP KONVEKSIPrinsip-Prinsip KonveksiMekanisme Konveksi Konduksi dan konveksi perlu media Konveksi perlu aliran fluida Perpindahan panas melalui cairan atau gas dapat dengan konduksi atau konveksi, tergantung pada kehadiran dari setiap gerakan fluida.Prinsip-Prinsip Konveksi

Perpindahan panas >>>

Prinsip-Prinsip Konveksi

Prinsip-Prinsip Konveksi

Prinsip-Prinsip KonveksiLapisan Batas Laminer Pada Plat RataNeraca Massa

Setelah dibagi dengan dydx diperoleh(Persamaan kontinu)6

Selisih Gaya Geser=

Selisih tekanan =

Perpindahan momenum:

Pers.momentum lapisan laminer

Diabaikan Konduksi panas arah xT/ x = 0, sebab T/ x

Tf = suhu lapisan

Prinsip-Prinsip KonveksiBula fluks kalor tetap berlaku hubungan:

Atau dpt dinyatakan fluks kalor dinding dan beda suhu:

Beda suhu rata-rata sepanjang plat:

Prinsip-Prinsip KonveksiHubungan lain: bila Pr > pada minyak berat persamaan adalah:

Prinsip-Prinsip KonveksiContoh:Udara pada 27C dan 1 atm mengalir melalui plat dng kec. 2 m/s. Andaikan plat dipanaskan seluruhnya sampai 60oC. Hitung : q pada x= 20 cm dan x= 40 cm. Viscositas udara pada 27C = 1.85105 kg/m s.Penyelesaian:Suhu film:Sifat fluida (App.3)

Prinsip-Prinsip KonveksiPada x = 20 cm:

Nilai rata-rata koef. h:

Aliran panas adalah:

Prinsip-Prinsip KonveksiAndaikan satu satuan kedalam arah z:

Pada x = 40 cm

Prinsip-Prinsip KonveksiContoh:

Hit. T pada sepanjang plat dan tepi belakangPenyelesaian:Tf = ? hitung kondisi aliran bebas

Q = 1 kWUdara, 27oC, 1atm, u = 5 m/sUkuran plat: 60 x 60 cm

Prinsip-Prinsip KonveksiPada tepi belakang , gunakan

Prinsip-Prinsip KonveksiUdara 1 atm dan 300 K mengalir melalui plat bujur sangkar 20 cm dan kecepatan 20 m/s. Setangah plat terakhir dipanaskan untuk memerpoleh suhu 350 K. Hitung panas yang hilang pada plat. Penyelesaian:Tentukan suhu T: Untuk udara diperoleh harga :

Pemanasan dimulai pada posisi x = 0,1 m

Prinsip-Prinsip KonveksiLebar plat dipanaskan 0.2 m, sehingga panas yang ditansfer adalah integrasi sepanjang xo

Prinsip-Prinsip KonveksiKoef. PP rata-rata didefenisikan:

Atau menggunakan rumus Whitaker:

Prinsip-Prinsip KonveksiContoh: Udara pada 20C dan 1 atm mengalir melalui plat pada 35 m/s. Panjang plat 75 cm dipertahankan suhu 60C. Asumsikan kedalam satu satuan pada arah z, hitung PP dari plat.Penyelesaian:

Re > 5 x 105 turbulen

Prinsip-Prinsip Konveksi

Prinsip-Prinsip KonveksiTebal Lapisan Batas Turbulen:Diluar sublapisan laminer, profil kecepatan dapat dihitung dengan:

Pada lapisan yg sangat tipis tak dapat dihitung tegangan geser, w

Untuk menentukan tebal lapisan batas turbulen gunakan persamaan:

Tinjau lagi

Diperoleh:

Prinsip-Prinsip KonveksiIntegralkan persamaan momentum untuk gradien tekanan nol:

Pers. Ini diintegralkan dalam dua situasi:Lapisan batas turbulen dari tepi depan plat:

Lapisan batas mengikut pola laminer sampai Rekrit = 5x105

Prinsip-Prinsip KonveksiPP dalam Aliran Batang Laminer

Prinsip-Prinsip KonveksiSyarat Batas (SB)

Kecepatan pada pusat tabung:

Asumsi fluks kalor tetap:

Laju panas secara konduksi yang masuk dan keluar dari anulus:

Panas secara konveksi keluar anulus:

Pola aliran parabolik keadaan laminer

Prinsip-Prinsip KonveksiNeraca Energi: energi yang dikonveksi keluar = panas yang dikonduksi ke dalam

Atau:

Asumsikan fluks kalor konstan, T fluida bertambah secara linier x:

Prinsip-Prinsip KonveksiSetelah diintegralkan diperoleh:

Temperatur BulkPada aliran batang/tabung PP secara konveksi:

Tw temp dinding dan Tb suhu bulk dihitung dengan menggunakan:

Energi totalMassa X cpPrinsip-Prinsip KonveksiSuhu bulk:

Suhu dinding:

Koeff PP dihitung dari:

Prinsip-Prinsip Konveksi

: cp

Diffusitas molekul

H= diffusivitas eddy panasPrinsip-Prinsip Konveksi

Prinsip-Prinsip KonveksiPerpindahan Panas dalam Aliran Kec. Tinggi

Prinsip-Prinsip Konveksi