Latihan soal konduksi pada dinding silinderA.      Konduksi pada dinding silinder

Air panas mengalir melalui sebuah pipa yang mempunyai r0 = 25 mm  dan r1 = 40 mm seperti terlihat pada gambar dibawah. Temperatur air dalam pipa 300 0C. Temperatur udara sekeliling pipa 20 0C. konduktivitas panas pipa adalah 40 (W/m 0K). Hitunglah laju aliran panas per meter panjang pipa.

Jawaban :Dik :    r0 = 25 mm = 0,025  m            r1 = 40 mm = 0,04 m            t0 = 300 0C = 573 0K            t1 = 20  0C  =  293 0K            k   = 40 W/m 0KDitanya : q/L  =  …….??Asumsi  :

         Steady State         Sifat fisik pipa konstan tidak dipengaruhi temperatur         Temperatur air masuk pipa sama dengan temperatur keluar pipa.

Penyelesaian  :Untuk menyelesaikan soal ini digunakan persamaan fourier sbb :

Jika persamaan ini diintegralkan akan menjadi :

 B.      Konduksi pada silinder berlapis

Lanjutan soal diatas tetapi pipa ditambah dengan  lapisan isolasi A setebal 5 mm dan isolasi B setebal 10 mm, dimana kA = 0,7  W/m0K  dan kB = 10 W/m 0K. Berapakah kalor

yang ditransfer dari permukaan dalam pipa ke permukaan luar isolasi B seperti pada gambar.

Jawaban :Dik :    r0 = 25 mm = 0,025  m            r1 = 40 mm = 0,04 m            t0 = 300 0C = 573 0K            t3 = 20  0C  =  293 0K            k   = 40 W/m 0K            kA = 0,7  W/m 0K             kB = 10 W/m 0K            r2 = 45 mm = 0,045  m            r3 = 55 mm = 0,055  mDitanya : q/L  =  …….??Asumsi  :

         Steady State         Sifat fisik pipa konstan tidak dipengaruhi temperatur         Temperatur air masuk pipa sama dengan temperatur keluar pipa.

Penyelesaian  :Untuk menyelesaikan soal ini digunakan konsep tahanan termal sistim radial yang adalah sbb :

Dimana,

 Hasilnya dapat dihitung sendiri.