MATERI KULIAH PP2

download MATERI KULIAH PP2

of 27

  • date post

    29-Nov-2015
  • Category

    Documents

  • view

    12
  • download

    1

Embed Size (px)

Transcript of MATERI KULIAH PP2

BAHAN KULIAH PERPINDAHAN PANAS 2

OLEH:TRIAKSA RASUL TOMPOD21110289

JURUSAN MESIN FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS HASANUDDINMAKASSAR

Pengantar Dan Bilangan Tak Berdimensi Pada Kebanyakan Situasi Yang Menyertakan Suatu Fluida Atau Suatu Gas Dalam Proses Perpindahan Panas, Perpindahan Panas Konveksi Biasanya Terjadi Seperti Halnya Konduksi. Di Dalam Proses Industri Dimana Perpindahan Panas Terjadi, Panas Dipindahkan Dari Satu Fluida Melalui Suatu Dinding Padat Ke Suatu Cairan Kedua. Pada Figure 4.5-1 Panas Dipindahkan Dari Aliran Fluida Panas Ke Aliran Fluida Dingin, Dapat Juga Dilihat Profil Temperaturnya.Pada Gradien Kecepatan, Ketika Fluidanya Adalah Aliran Turbulen, Adalah Sangat Curam Hampir Ke Dinding Di Dalam Lapisan Encer Yang Dimana Pergolakan Tidak Ada. Disini Perpindahan Panas Sebagian Besar Oleh Konduksi Dengan Suatu Perbedaan Temperatur Besar Dari T2 T3 Dalam Fluida Hangat. Ketika Kita Bergerak Menjauh Dari Dinding, Kita Mendekati Daerah Yang Turbulen, Dimana Dengan Gerakkan Cepat Menuju Pusaran Cenderung Untuk Menyamakan Temperatur .Disini Gradien Temperatur Sangat Kecil,Dan Perbedaan Dari T1 T2 Kecil. Temperatur Rata-Rata Fluida A Lebih Sedikit Daripada Nilai T1 .Suatu Penjelasan Serupa Dapat Dipakai Untuk Profil Temperatur Di Dalam Cairan Yang Dingin.

Figure 4.5-1Koefesien Perpindahan Panas Konveksi Yang Melalui Sebuah Fluida, Dapat Dicari Dengan Persamaan:Q = Ha(TTw)Dimana:H = Koefesien Konveksi (W/m2)A = Luas (m2)T = Temperature Rata-Rata Fluida (K)T = Temperatur Dinding (K)Q = Laju Pemindahan Panas (W)Dari Jenis Aliran Fluida, Apakah Laminar Atau Tubulen. Dari Masing-Masing Fluida Memiliki Pengaruh Yang Besar Tehadap Koefesien Perpindahan Panas H. Yang Mana Sering Disebut Koefesien Film, Karena Hambatan Yang Terjadi Ke Perpindahan Panas Adalah Didalam Film Tipis Tertutup Menuju Dinding. Semakin Alirannya Turbulen, Koefesien Perpindahan Panasnya Juga Semakin Besar.Ada Dua Macam Perpindahan Panas Konveksi, Yaitu Yang Pertama Konveksi Alamiah, Dimana Perpindhan Fluida Akibat Dari Perubahan Densitas Dalam Perpindahan Panas. Efek Yang Besar Menghasilkan Sirkulasi Alamiah Pada Fluida, Sehingga Itu Begerak Cepat Dipermukaan Padatan. Dan Jenis Yang Kedua, Konveksi Paksa, Fluida Dipaksa Untuk Mengalir Oleh Perbedaan Tekanan, Sebuah Pompa, Kipas, Dan Lainya.Banyak Hubungan Untuk Meramalkan Koefisien Film H Adalah Semiemphirical Secara Alami Dan Dimakan Karat Oleh Sifat Fisis Cairan, Jenis Dan Kecepatan Aliran, Perbedaan Temperature, Dan Oleh Geometri System Fisik Yang Khusus. Beberapa Nilai Dari Koefesien Konveksi Ditunjukan Pada Table 4.1-2.Untuk Menghubungkan Data Ini Untuk Koefesien Perpindahan Panas, Bilangan Tak Berdimensi Digunakan Bilangan Reynold Dan Bilangan Prandtl. Bilangan Prandtl Adalah Rasio Dari Pergeseran Komponen Difiusivitas Momentum / Dengan Difusivitas Panas K/.cp;Npr = =Npr Untuk Gas Dapat Dilihat Pada Appendix.A.3 Dan Rangenya Skitar 0.5 - 1, Nilai Untuk Cairan Berkisar Antara 2 Sampai 104. Bilangan Nusselt Digunkan Untuk Menghubungkan Data Pada Koefesien Perpindahan Panas H Ke Konduktivitas Panas K. Dari Fluida Dan Karakteristik Dimensi D.Npr =Untuk Contoh, Pada Aliran Didalam Pipa, D Adalah Diameter.

4.5BKoefesien Perpindahan Panas Untuk Aliran Laminar Didalam PipaSesungguhnya Perpindahan Panas Konveksi Yang Penting Didalam Proses Industri Adalah Pendinginan Atau Pemanasan Suatau Fluida Yang Dilewatkan Pada Penghantar Sirkuler Tertutup Atau Pipa. Hubungan Perbedaan Jenis Pada Koefesien Konveksi Dibutuhkan Untuk Aliran Laminar (Nre < 2100), Untuk Aliran Turbulen (Nre > 104 ), Dan Untuk Daerah Transisi (Nre antara 2100 Dan 104 ).Pada Aliran Laminar Dari Fluida Yang Masuk Secara Horizontal Dalam Pipa Atau Tube, Mengikuti Persamaan Sieder Dan Tate (Si) Dapat Dipakai Untuk Nre < 2100:

Dimana : D = Diameter Pipa (m), L = Panjang Pipa Sebelum Mixing Terjadi Didalam Pipa (m), b = Viskositas Fluida Pada Temperature Rata-Rata ( pa.s), w = Viskositas Pada Temperature Dinding, Cp = Kapasitas Panas (J/kg.K), K = Konduktivitas Panas ( W/m.K), ha = Koefesien Perpindahan Panas Rata-Rata (W/m2.K), Dan Nnu = Bilangan Nusselt. Semua Fisikal Propertiesnya Dihitung Pada Temperatur Rata-Rata Kecuali w.

Bilangan Reynold; Bilangan Prandtl;Persamaan Ini Dipakai Untuk (Nre Npr D/L)>100, Jika (Nre Npr D/L)>100 Ini Masih Berlaku Sampai N20% (Bi). Untuk(Nre Npr D/L)6000, Nre Diantara 0.7 Dan 1600, Dan L/D >60.

Dimana Hl = Kofesien Perpindahan Panas Berdasarkan Log Mean Perbedaan Panas Tm (Lihat Bagian 4.5H). Propertis Fluida Kecuali Untuk w Dihitung Pada Temperatur Rata-Rata. Jika Temperatur Fluidanya Bervariasi Dari Yang Masuk Dan Yang Keluar Pipa, Maka Temperatur Rata-Rata Keluan Dan Masuk Di Hitung. Untuk Mendapatkan L/D