heat transfer Ppt radiasi

Click here to load reader

  • date post

    30-Jun-2015
  • Category

    Engineering

  • view

    404
  • download

    5

Embed Size (px)

description

Radiasi merupakan transfer energi lewat gerak gelombang. Radiasi diartikan sebagai vibrasi medan listrik yang bergerak dalam ruang disertai vibrasi medan magnet dan memperlihatkan karakteristik gerak gelombang. Radiasi juga diartikan sebagi transmisi gelombang, objek atau informasi dari sebuah sumber ke medium atau tujuan sekitarnya. Radiasi adalah perpindahan panas yang terjadi karena pancaran/sinaran/radiasi gelombang elektro- magnetik, tanpa memerlukan media perantara. Dasarnya adalah Hukum Stefan-Boltzman

Transcript of heat transfer Ppt radiasi

  • 1. Emisivitas () suatu benda sama dengan absorpsivitas ()-nya pada suhu yang sama Emisivitas suatu benda () perbandingan antara energi yang dapat dipancarkan oleh benda itu pada suhu T dibandingkan dengan= E E b energi yang dipancarkan oleh benda hitam pada suhu yang sama Energi yang dipancarkan oleh suatu benda selalu lebih kecil dari energi yang dipancarkan oleh benda hitam sehingga harga 1. IDENTITAS KIRCHHOFF

2. Faktor Faktor Faktor Faktor Faktor bentuk (shape factor) pandang (view factor) sudut (angle factor) konfigurasi (configuration factor) geometris (geometry factor) FAKTOR PANDANGAN (Fm-n) 3. Eb1 Eb2 T2 A2 T1 A1 Pertukaran energi antara dua permukaan yang mempunyai suhu yang berlainan Permukaan 1 dan permukaan 2 saling meradiasi permukaan 1 bisa sampai di permukaan 2 dan sebaliknya. energi di F1-2 = fraksi energi yang meninggalkan permukaan 1 dan oleh permukaan 2. fraksi energi yang meninggalkan permukaan 2 dan oleh permukaan 1 fraksi energi yang meninggalkan permukaan m dan diterima F2-1 = diterima Fm-n = diterima oleh permukaan n 4. Energi yang meninggalkan permukaan 1 dan sampai di permukaan 2 adalah : Eb1A1F12 Energi yang meninggalkan permukaan 2 dan sampai di permukaan 1 adalah : Eb2A2F21 Pertukaran energi nettonya adalah : q1-2 = Eb1A1F12 - Eb2A2F21 Pada 2 permukaan m dan n berlaku hubungan resiprositas AmFmn = AnFnm Sehingga pertukaran kalor nettonya menjadi : q1-2 = A1F12(Eb1-Eb2) = A2F21(Eb1-Eb2) 5. Benda-benda tidak bisa memandang dirinya sendiri : F11 = F22 = F33 = = 0 Jika Fij adalah fraksi energi total yang meninggalkan permukaan i dan sampai di permukaan j maka : n =1 F ijj=1 Untuk lengkung tiga permukaan dapat kita tuliskan : F11 + F12 + F13 = 1 F13 = 1 F23 F11 = 0 = 1 F12 F21 + F22 + F23 F22 = 0 = 1 F21 Dari hubungan resiprositas : A1F12 = A2F21 HUBUNGAN BERBAGAI FAKTOR BENTUK 6. Pada perpindahan kalor radiasi antara permukaan hitam, semua energi radiasi yang menimpa permukaan itu diserap. Pada benda tak hitam, tidak seluruh energi yang jatuh di permukaan diserap; sebagian dipantulkan kembali ke permukaan lain dalam system dan sebagian mungkin dipantulkan keluar system. Diandaikan semua permukaan bersifat difus (baur, menyebar) dan mempunyai suhu seragam, emisivitas dan refleksivitas konstan di seluruh permukaan. Didefinisikan : G = iradiasi panas radiasi total yang menimpa suatu permukaan sebuah benda per satuan waktu per satuan luas J = radiositas panas radiasi total yang meninggalkan suatu permukaan sebuah benda per satuan waktu per satuan luas Dianggap seluruh permukaan mempunyai G dan J yang sama. Pertukaran Kalor Diantara Benda Yang Tidak Hitam 7. Radiositas jumlah energi yang dipancarkan (emisi) dan energi yang dipantulkan (refleksi) apabila tidak ada energi (transmisi, = 0) + = 1 = 1 - = 1 - yang diteruskan sehingga J = Eb + G = Eb + (1 - )G J Eb 1 G = Energi netto yang meninggalkan permukaan adalah : q A = J G + (1 )G G = E b = Eb G 8. Masukkan persamaan G, akan diperoleh : A q = J E 1 b Dari persamaan di atas diperoleh E J q = b beda potensial Arus = 1 tahanan permukaan A Jaringan permukaan : q Eb J 1 A 9. A1 A2 J1 J2 F21F12 Energi yang meninggalkan permukaan 1 dan mencapai permukaan 2 adalah : J1A1F12 Energi yang meninggalkan permukaan 2 dan mencapai permukaan 1 adalah : J2A2F21 Pertukaran kalor netto antara kedua permukaan adalah q12 = J1A1F12 J2A2F21 Pertukaran energi radiasi antara permukaan A1 dan A2 10. Dari hubungan resiprositas : A1F12 = A2F21 Sehingga : q12 = A1F12(J1 J2) = A2F21(J1 J2) (J J ) beda potensial1 2 1 q = Arus = tahanan ruang A F1 12 Jaringan ruang q J1 J2 1 A1F 12 Jaringan radiasi merupakan gabungan antara jaringan permukaan dan jaringan ruang. Kedua unsur jaringan itu merupakan pokok- pokok metode jaringan radiasi (radiation network method). 11. Perpindahan panas antara dua permukaan dan tidak ada permukaan lain di lingkungannya q Eb1 J1 J2 Eb2 1 21 11 A F A1 A1 1 12 2 2 Pertukaran panas nettonya adalah : T 4 T 4 = Eb1 Eb2 Eb1 Eb2 = 1 2 qq = net 1 1 + 1 + 1 2 net R 1 1 + 1 + 1 2 1 A1 A1 F12 2 A21 A1 A1 F12 2 A2 PERMUKAAN PERPINDAHAN PANAS RADIASI ANTARA DUA 12. Contoh Soal : Dua buah piring pada sejajar berdiameter 60 cm, terpisah jarak 15 cm. Suhu pada permukaan bagian atas adalah 250 K dan suhu pada permukaan bagian bawah adalah 300 K. Andaikan semua permukaan hitam, berapakah laju perpindahan kalornya ? 13. q Eb2J2Eb1 J1 1 1 1 21 A F A2 2 1 A1 1 12 1 1 A2 F 23 A1 F13 J3 1 3 A3 3 Eb3 PERMUKAAN PERPINDAHAN PANAS RADIASI ANTARA TIGA 14. diselesaikan dengan menerapkan hukum arus Kirchhoff : Jumlah semua arus yang memasuki suatu node ialah nol. Eb1 J1 + J2 J1 + J3 J1Node I : = 0 1 1 1 1 A1 F12 A1 F131 A1 + Eb2 J2 J3 J2 1 J1 J2 1 Node II : + = 0 1 2 A1 F12 A2 F232 A2 J1 J3 + J2 J3 + Eb JNode III: 33 1 = 0 1 1 3 A1 F13 A2 F23 3A3 Untuk menghitung perpindahan panas antara tiga benda ini dapat 15. q Eb2J2Eb1 J1 1 1 1 21 A F A2 2 1 A1 1 12 1 1 A2 F 23 A1 F13 J3= Eb3 J3 tidak dihubungkan dengan tahanan permukaan radiasi karena permukaan 3 tidak bertukaran energi, sehingga J3 = Eb3 = T3 4 BIDANG DATAR YANG DIHUBUNGKAN DENGAN BIDANG YANG TIDAK DAPAT MENGHANTARKAN PANAS TETAPI DAPAT MEMANTULKAN SEMUA PANAS YANG DITERIMA PERPINDAHAN PANAS RADIASI ANTARA DUA 16. Karena luas ruang A3 sangat besar maka tahanan ruang 1 3 A = 0 sehingga Eb3 = J3 3 3 Untuk menghitung aliran panas pada kita cari radiositas J1 dan J2 dengan Kirchhoff. masing-masing menggunakan permukaan, hukum arus Eb1 J1 + J2 J1 + J3 J1 = 0 Node J1 : 1 1 1 1 A1 F12 A11 F12 1 A1 Eb2 J2 Eb3 J2 1 J1 J2 1 + + = 0 1 2 Node J2 : A1 F12 A21 F21 2 A2 Contoh : Dua buah plat yang berada dalam ruangan yang besar. 17. 1 1 1 1 A1 = Eb2 J2Panas total yang dilepas plat 2 : q 2 1 2 2 A2 Panas yang diterima dinding kamar : q 3 = q1 + q 2 J1 J 3 J 2 J 3 J1 E b3 J 2 E b3 atau q = + = +3 1 1 1 A (1 F 1 A (1 F ) )A F A F1 13 2 23 1 212 21 Panas total yang dilepas plat 1 : q = Eb1 J1