Makalah Pemicu i

download Makalah Pemicu i

of 33

  • date post

    17-Nov-2015
  • Category

    Documents

  • view

    39
  • download

    5

Embed Size (px)

description

tugas

Transcript of Makalah Pemicu i

  • MAKALAH PEMICU I

    PERPINDAHAN KALOR KONDUKSI DAN APLIKASINYA

    KELOMPOK 3

    AFDHAL HANAFI / 1306370751

    DIAN ANGELINA / 1306449284

    HANIF IBRAHIM / 1306392973

    MAKHDUM MUHARDIANAPUTRA / 1406643091

    RISYA UTAVIANA PUTRI / 1306370423

    PERPINDAHAN KALOR

    ( RABU SIANG )

    FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA

    JURUSAN TEKNIK KIMIA

    DEPOK, 09 MARET 2015

  • Makalah Pemicu 1 Perpindahan Kalor Konduksi dan Aplikasinya ii

    Kelompok 3

    KATA PENGANTAR

    Pertama tama kami mengucapkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha

    Esa karena atas kuasa-Nya kami bisa menyelesaikan makalah ini dengan baik dan

    tepat pada waktunya. Makalah ini dibuat atas dasar pemicu pertama dari mata

    kuliah Perpindahan Kalor dengan tema perpindahan kalor konduksi dan

    apliksinya.

    Dalam penulisan makalah ilmiah ini, banyak halangan dan rintangan yang

    terjadi. Kami juga berterima kasih kepada seluruh pihak yang terlibat baik secara

    langsung maupun tidak langsung dalam penyelesaian makalah ilmiah ini, yaitu:

    1. Dosen mata kuliah Perpindahan Kalor, Ibu Dianursanti dan ibu Tania

    Surya Utami yang telah membimbing kami selama proses penulisan

    makalah ini.

    2. Asisten dosen mata kuliah Perpindahan Kalor yang ikut membimbing

    kami selama proses penulisan makalah.

    Tim penulis menyadari banyaknya kekurangan yang terdapat dalam makalah

    ilmiah ini. Oleh karena itu, kami meminta maaf atas semua kesalahan yang terjadi

    pada makalah ini. Tim penulis juga mengharapkan saran, masukan, dan umpan

    balik dari para pembaca untuk tulisan ini. Akhir kata kami mengucapkan terima

    kasih atas bantuan dari berbagai pihak dan berharap semoga makalah ini dapat

    bermanfaat bagi para pembaca.

    Depok, 09 Maret 2015

    Tim Penulis

  • Makalah Pemicu 1 Perpindahan Kalor Konduksi dan Aplikasinya iii

    Kelompok 3

    DAFTAR ISI

    Kata Pengantar .................................................................................................... ii

    Daftar Isi ............................................................................................................. iii

    Daftar Gambar .................................................................................................... iv

    Daftar grafik .......................................................................................................iv

    Bab I Pendahuluan

    Latar Belakang ....................................................................................... 1

    Teori Dasar .............................................................................................. 2

    Bab II Jawaban Pemicu ..................................................................................... 12

    Bab III Kesimpulan ............................................................................................. 27

    Daftar Pustaka ..................................................................................................... 28

    Lampiran

    DAFD15

  • Makalah Pemicu 1 Perpindahan Kalor Konduksi dan Aplikasinya iv

    Kelompok 3

    DAFTAR GAMBAR

    Gambar 1. Bagan dalam analisa numerik dimensi rangkap ................................ 4

    Gambar 2. Nomenklatur Aliran Transien Benda Padat Semi Takberhingga ... 7

    Gambar 3. Penyelesaian untuk mendapatkan suhu pada dimensi rangkap ......... 10

    Gambar 4. Mekanisme Perpindahan Kalor pada Dinding Rumah .12

    Gambar 5. Ilustrasi gambar soal 1 ...................................................................... 14

    Gambar 6. Ilustrasi gambar soal 2 ...................................................................... 15

    Gambar 7. Ilustrasi gambar soal 3 ..................................................................... 16

    Gambar 8. Ilustrasi gambar soal 4 ..................................................................... 19

    Gambar 9. Ilustrasi gambar soal 5 ..................................................................... 20

    Gambar 10. Ilustrasi gambar soal 6 ................................................................... 21

    Gambar 11. Ilustrasi gambar soal 7 ................................................................... 23

    DAFTAR GRAFIK

    Grafik 1. Grafik rugi kalor pada plat tak berhingga ............................................ 23

    Grafik 2. Grafik suhu pada plat ........................................................................... 25

  • Makalah Pemicu 1 Perpindahan Kalor Konduksi dan Aplikasinya 1

    Kelompok 3

    BAB I

    PENDAHULUAN

    1. LATAR BELAKANG

    Perpindahan kalor dapat terjadi secara konduksi, konveksi dan radiasi.

    Konduksi yaitu proses perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan partikel

    penghantarnya. Fenomena sederhana dari konduksi misalnya adalah ketika kita

    sedang bermain api dengan sebatang besi. Ketika kita bermain-main dengan

    batang besi dengan memegang salah satu ujung besi, kemudian ujung yang lainya

    kita masukan ke dalam api. Ketika kita melakukan hal tersebut, ternyata lama-

    kelamaan besi yang kita pegang akan terasa panas, meski sebenarnya ujung

    lainnya lah yang kita masukan ke dalam api.

    Di dalam setiap benda terdapat bagian-bagian yang lebih kecil, yaitu partikel.

    Ketika ujung besi dikenai panas, maka partikel-partikel di ujung besi ini akan

    bergetar di sekitar tempatnya dan membentur partikel-partikel lain di sekitarnya.

    Partikel yang terbentur tadi, akan ikut bergetar juga di sekitar tempatnya dan

    membentur lagi partikel di sekitarnya. Begitu seterusnya, hingga getaran ini

    merambat ke ujung yang lain.

    Analogi sederhana dari bergetarnya partikel ini adalah sama seperti ketika

    kamu sedang duduk di kursi paling belakang dan ingin memberikan buku kepada

    temanmu yang duduk di kursi paling depan, apa yang akan kamu lakukan? Kamu

    dapat memberikan buku itu kepada temanmu yang duduk di depanmu, lalu

    temanmu itu memberikannya kepada temanmu yang duduk di depannya lagi.

    Demikian seterusnya sampai buku itu itu diterima oleh teman yang kamu tuju.

    Buku dapat sampai ke teman yang kamu tuju karena adanya perpindahan buku

    dari tangan ke tangan yang lainnya. Pada perpindahan buku tersebut, kita maupun

    teman kita yang pernah memegang buku tersebut tak harus berpindah

    mengantarkan pada tujuan. Untuk lebih jelasnya akan dijelaskan lebih lanjut

    dalam makalah ini.

  • Makalah Pemicu 1 Perpindahan Kalor Konduksi dan Aplikasinya 2

    Kelompok 3

    2. TEORI DASAR

    a. Perpindahan Panas Konduksi Tunak

    Apabila benda yang memiliki perbedaan suhu saling bersentuhan maka akan

    ada perpindahan panas. Perpindahan panas secara konduksi artinya adalah proses

    perpindahan panas tanpa disertai dengan perpindahan partikelnya. Konduksi

    dalam keadaan tunak atau steady state berarti bahwa kondisi, temperatur,

    densitas, dan semacamnya di semua titik dalam daerah konduksi tidak

    bergantung pada waktu.

    Hukum Fourier

    Hukum Fourier menyatakan bahwa besar kecepatan perpindahan kalor melalui

    sebuah material sebanding dengan gradien negatif suhu ke area sudut

    kanannya.

    ..(1)

    Konduktivitas Termal (k)

    Konduktivitas termal adalah suatu besaran intensif bahan yang menunjukkan

    kemampuannya untuk menghantarkan panas. Benda yang memiliki nilai k yang

    besar merupakan penghantar kalor yang baik. Nilai k suatu benda berbeda

    berdasarkan fasenya. Dimana nilai konduktivitas padatan > konduktivitas

    cairan atau gas.

    Sistem Insulasi

    Insulasi termal adalah suatu metode yang digunakan untuk mengurangi laju

    perpindahan panas. Beberapa faktor yang perlu diperhatikan untuk sebuah

    sistem insulasi adalah material bahan (harus tahan terhadap panas) ; densitas

    (harus kecil agar insulator yang baik) ; difusivitas termal (nilainya harus kecil) ;

    konduktivitas termal (nilainya harus kecil) ; nilai R atau R value (nilainya harus

    besar R = ) ; permeabilitas udara (nilainya harus besar) ; suhu jangkauan

    (nilainya harus besar).

    Koefisien perpindahan kalor menyeluruh

    Koefisien ini terdapat pada sistem hasil gabungan proses konduksi dan

    konveksi pada suatu dinding datar yang mana pada bagian luar bersentuhan

    dengan fluida panas dan bagian dalam bersentuhan dengan fluida yang lebih

  • Makalah Pemicu 1 Perpindahan Kalor Konduksi dan Aplikasinya 3

    Kelompok 3

    dingin.

    .(2)

    Tebal Kritis Isolasi

    Adalah suatu faktor penting untuk mengetahui kebutuhan akan material insulasi

    untuk sebuah pipa. Nilai tebal kritis isolasi didefinisikan dengan . Jika

    jari-jari luar kurang dari nilai yang diberikan oleh persamaan tersebut maka

    perpindahan kalor akan meningkat dengan penambahan tebal isolasi.

    Hukum Fourier dapat diaplikasikan pada bidang datar, bidang silinder atau radial,

    atau bidang bola.

    Bidang datar

    Pada bidang datar berlaku hukum Fourier sebagai berikut :

    .(3)

    Jika konduktivitas berubah terhadap suhu dengan , maka :

    .(4)

    Jika dalam sistem terdapat lebih dari satu macam bahan dengan suhu atau

    gradient temperature, maka aliran kalor bisa diketahui melalui rumus :

    .(5)

    Persamaan distribusi suhu yang merupakan distribusi parabola dapat ditulis :

    .(6)

    Bidang Silinder

    Hukum Fourier pada bidang ini menjadi

    .(7)

  • Makalah Pemicu 1 Perpindahan Kalor