7/24/2019 Tugas Pp2

1/4

1. Jelaskan konveksi bebas dan konveksi paksa ?

Jawab : Konveksi alami (konveksi bebas) terjadi karena fluida bergerak secara alamiah

dimana pergerakan fluida tersebut lebih disebabkan oleh perbedaan massa jenis fluida akibat

adana variasi suhu pada fluida tersebut. !ogikana" kalau suhu fluida tinggi" tentuna dia

akan menjadi lebih ringan dan mulai bergerak keatas.

#ementara konveksi paksa terjadi karena bergerakna fluida bukan karena faktor alamiah.

$luida bergerak karena adana alat ang digunakan untuk menggerakkan fluida tersebut"

seperti kipas" pompa" blower dan sebagaina.

%. Jelaskan lapisan batas kecepatan dan lapisan batas thermal?

Jawab : &ubungan antara viskositas dengan aliran laminar dan turbulen adalah semakin

besar viskositas ang terdapat pada fluida maka semakin kecil gesekan ang tejadi antara fluida

dengan permukaan suatu benda sehingga kecepatan aliran antara molekul fluida lebih teratur"

ini berarti aliran ini cenderung laminar. 'egitupun sebalikna" semakin kecil viskositas fluida

maka aliranna cenderung bergolak (tidak teratur) atau turbulen.

permukaan dan aliran temperatur berbeda" akan ada daerah fluida di atas ang mempunai

temperatur bervariasi dari s pada o ke * pada aliran paling luar. +aerah ini disebut

lapisan batas termal" mungkin ukuranna bisa lebih kecil" lebih besar atau sama dengan variasikecepatan. ,ntuk sembarang persoalan" juka s - *" perpindahan panas konveksi akan terjadi

antara permukaan dengan aliran terluar.

. Jelaskan aliran laminer dan aliran turbulen ?

Jawab : Aliran Laminar

/liran laminar adalah aliran fluida ang bergerak dengan kondisi lapisan0lapisan (lanima0

lamina) membentuk garis0garis alir ang tidak berpotongan satu sama lain. &al tersebut d

tunjukkan oleh percobaan sborne 2enold. 3ada laju aliran rendah" aliran laminer tergambar

sebagai filamen panjang ang mengalir sepanjang aliran. /liran ini mempunai 'ilangan

2enold lebih kecil dari %44.

Aliran Turbulen

/liran turbulen adalah aliran fluida ang partikel0partikelna bergerak secara acak dan tidak

stabil dengan kecepatan berfluktuasi ang saling interaksi. /kibat dari hal tersebut garis alir

antar partikel fluidana saling berpotongan. leh sborne 2enold digambarkan sebagai

bentuk ang tidak stabil ang bercampur dalam wamtu ang cepat ang selanjutna memecah

dan menjadi takterlihat. /liran turbulen mempunai bilangan renold ang lebih besar dari

444.

7/24/2019 Tugas Pp2

2/4

5. Jelaskan parameter tak berdimensi (2ebnolds" prandtl"nusselt"dan arti fisikna?

Jawab : Bilangan Nusseltadalah rasiopindah panaskonveksidankonduksinormal

terhadap batas dalam kasus pindah panas pada permukaan fluida6 bilangan 7usselt adalah

satuan tak berdimensi ang dinamai menggunakan nama 8ilhelm 7usselt.Komponen

konduktif diukur di bawah kondisi ang sama dengan konveksi dengan kondisi fluida stagnan

atau tidak bergerak.

/liran panas konduksi dan konveksi sifatna sejajar satu sama lainna dan terhadap permukaannormal terhadap bidang batas" sehingga

di mana:

Lpanjang karakteristik

kf konduktivitas termalfluida

hkoefisien pindah panaskonvektif

3emilihan panjang karakteristik harus searah dengan ketebalan dari lapisan batas. 9ontoh dari

panjang karakteristik misalna diameterterluar dari silinderpada aliran ang mengalir di luar

silinder" tegak lurus terhadap aksis silinder. #elain itu" panjang papan vertikal terhadap

konveksi alami ang bergerak ke atas dan diameterbolaang berada di dalam aliran konveksi

juga merupakan panjang karakteristik. ,ntuk bangun ang lebih rumit" panjang karakteristik

bisa dihitung dengan membagi volume terhadap luas permukaanna.

,ntuk konveksi bebas" rataan bilangan 7usselt dinatakan sebagai fungsi daribilangan

2aleighdanbilangan 3randtl. +an untuk konveksi paksa" rataan bilangan 7usselt adalah

fungsi daribilangan 2enoldsdanbilangan 3randtl. &ubungan empiris untuk berbagai

geometri terkait konveksi menggunakan bialangan 7usselt didapatkan melalui eksperimen.

3indah massa terkait dengan bilangan 7usselt adalahbilangan #herwood.

bilangan Reynoldsadalah rasioantara gaainersia(vs) terhadap gaa viskos(;

mengkuantifikasikan hubungan kedua gaa tersebut dengan suatu kondisi aliran tertentu.

'ilangan ini digunakan untuk mengidentikasikan jenis aliran ang berbeda" misalna laminar

dan turbulen.7amana diambil darisborne 2enolds(1=5%>11%) ang mengusulkannapada tahun 1==.

'ilangan 2enold merupakan salah satubilangan tak berdimensiang paling penting dalam

mekanika fluida dan digunakan" seperti halna dengan bilangan tak berdimensi lain" untuk

memberikan kriteria untuk menentukan dynamic similitude. Jika dua pola aliran ang mirip

secara geometris" mungkin pada fluida ang berbeda dan laju alir ang berbeda pula" memiliki

nilai bilangan tak berdimensi ang relevan" keduana disebut memiliki kemiripan dinamis.

2umus bilangan 2enolds umumna diberikan sebagai berikut:

https://id.wikipedia.org/wiki/Pindah_panashttps://id.wikipedia.org/wiki/Konveksihttps://id.wikipedia.org/wiki/Konduksihttps://id.wikipedia.org/wiki/Konduksihttps://id.wikipedia.org/wiki/Fluidahttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Wilhelm_Nusselt&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Wilhelm_Nusselt&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Panjang_karakteristik&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Konduktivitas_termalhttps://id.wikipedia.org/wiki/Koefisien_pindah_panashttps://id.wikipedia.org/wiki/Koefisien_pindah_panashttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Konvektif&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Konvektif&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Diameterhttps://id.wikipedia.org/wiki/Silinderhttps://id.wikipedia.org/wiki/Bolahttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bilangan_Rayleigh&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bilangan_Rayleigh&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bilangan_Prandtl&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bilangan_Prandtl&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Bilangan_Reynoldshttps://id.wikipedia.org/wiki/Bilangan_Reynoldshttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bilangan_Prandtl&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bilangan_Prandtl&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bilangan_Sherwood&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Rasiohttps://id.wikipedia.org/wiki/Gayahttps://id.wikipedia.org/wiki/Inersiahttps://id.wikipedia.org/wiki/Inersiahttps://id.wikipedia.org/wiki/Viskositashttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Laminar&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Turbulen&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Turbulen&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Osborne_Reynolds&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Osborne_Reynolds&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/1842https://id.wikipedia.org/wiki/1912https://id.wikipedia.org/wiki/1883https://id.wikipedia.org/wiki/Bilangan_tak_berdimensihttps://id.wikipedia.org/wiki/Konveksihttps://id.wikipedia.org/wiki/Konduksihttps://id.wikipedia.org/wiki/Fluidahttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Wilhelm_Nusselt&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Panjang_karakteristik&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Konduktivitas_termalhttps://id.wikipedia.org/wiki/Koefisien_pindah_panashttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Konvektif&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Diameterhttps://id.wikipedia.org/wiki/Silinderhttps://id.wikipedia.org/wiki/Bolahttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bilangan_Rayleigh&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bilangan_Rayleigh&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bilangan_Prandtl&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Bilangan_Reynoldshttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bilangan_Prandtl&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bilangan_Sherwood&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/Rasiohttps://id.wikipedia.org/wiki/Gayahttps://id.wikipedia.org/wiki/Inersiahttps://id.wikipedia.org/wiki/Viskositashttps://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Laminar&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Turbulen&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Osborne_Reynolds&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/wiki/1842https://id.wikipedia.org/wiki/1912https://id.wikipedia.org/wiki/1883https://id.wikipedia.org/wiki/Bilangan_tak_berdimensihttps://id.wikipedia.org/wiki/Pindah_panas

7/24/2019 Tugas Pp2

3/4

dengan:

vs0 kecepatan fluida"

L0 panjang karakteristik"

; 0 viskositas absolut fluida dinamis"

@ 0 viskositas kinematik fluida: @ ; < "

0 kerapatan (densitas) fluida.

Aisalna pada aliran dalam pipa" panjang karakteristik adalah diameter pipa" jika penampang

pipa bulat" atau diameter hidraulik" untuk penampang tak bulat.

Jumlah Prandtl ( Pr )adalah nomor berdimensi " dinamai fisikawan Jerman !udwig 3randtl "

didefinisikan sebagai rasio momentum difusivitas untuk difusivitas termal . /rtina" jumlah

3randtl diberikan sebagai :

where:

: momentum difusivitas ( viskositas kinematik )" " (#Bunits: m%

7/24/2019 Tugas Pp2

4/4

daerah dibandingkan dengan konduksi murni" sehingga momentum difusivitas dominan.

+alam masalah perpindahan panas" jumlah 3randtl mengontrol ketebalan relatif dari

momentum dan lapisan batas termal. Ketika 3r kecil" itu berarti bahwa panas berdifusi cepat

dibandingkan kecepatan (momentum). Bni berarti bahwa untuk logam cair ketebalan lapisan

batas termal jauh lebih besar daripada lapisan batas kecepatan