NAMA : Ryan Tua

NIM : 110401097

KELAS: D

2.

Dik:

T ∞=25 ° C d=3cm=0,03m

T b=90 ° C l=1,2m

h=10W

m2. K

k=250Wm. K

Soal:

tentukanlah berapa bagian gagang sekop tersebut yang aman untuk dipegang? (Catatan: aman dipegang jika temperaturnya kurang dari 45°C.)

Solusi:

θθb

=coshm ( l−x )+( hm .k )sinhm(l−x)

coshml+( hm .k )sinhml

A=π r2=3,14×(0,015)2=7,065×10−4m2

P=2 πr=2×3,14×0,015=9,42×10−2m2

Dengan menggunakan parameter dapat dicari m:

m=√ h . pk . Ax

m=√ 10×9,42×10−2

40×7,065×10−4

m=5,7735

θθb

=T−T ∞Tb−T∞

=coshm ( l− x )+( hm .k)sinhm(l−x )

coshml+( hm .k )sinhml

T−T ∞Tb−T ∞

=cosh 5,7735 (1,2−x )+( 10

5,7735.40)sinh 5,7735(1,2−x )

cosh 5,7735×1,2+( 105,7735

.40)sinh 5,7735 l×1,2

*catatan:

Nilai T diambil dari suhu yang amandipegang pada sekop, yaitu <45°

Nilai x adalah jarak atau bagian yang ingin dicari

45−2590−25

=cosh5,7735 (1,2−x )+0,04330129038 sinh 5,7735(1,2−x)

510,328+0,04330129038×510,3270831

163,82=cosh5,7735 (1,2−x )+0,04330129038×sinh 5,7735 (1,2−x )

Persamaan di atas diselesaikan dengan metode trial&error atau menggunakan Ms.excel, maka diperoleh x = 0,2041 m = 20,41 cm. Jadi pada 20,41 cm dari sekop yang panas dapat disentuh dengan suhu 45°C

Misalkan l = 1,2 m dibagi menjadi beberapa bagian skop dengan 1 bagian 20cm, maka ada 5 bagian skop yang dapat disentuh dengan suhu 45°C.

3.

Diketahui:

T ∞=1000 ° C l=10cm = 0,1 m

T b=300 °C A=800mm ² = 8×10−4 m²

h=250W

m2. K p=12cm = 0,12 m

k=25Wm. K

Ditanya :

Suhu di ujung sudu dan laju perpindahan panas yang harus diserap oleh coolant

Solusi:

Asumsi : 1 dimensi, keadaan steady di blade,ujung blade adiabatic, radiasi diabaikan.

Dengan parameter dapat dicari m:

m=√ h . pk . Ax

m=√ 250 .0,1225 .8×10−4m ²

m=38,729

Dari tabel distribusi suhu dan heat loss pada sirip, maka rumus yang dipakai:

θθb

=T (L )−T ∞T b−T ∞

=coshm ( l−x )+( hm .k )sinhm(l−x)

coshml+( hm .k)sinhml

*karena pada ujung sudu turbin maka x adalah 10cm

T (L )−1000300−1000

=cosh 38,729 (10−10 )+( 250

38,729.25)sinh 38,729 (10−10 )

cosh38,729 .0,1+( 25038,729

.25)sinh 38,729 .0,1

T (L )−1000−700

= 1+024,051+6,204

T (L )=1000−23,1366

T (L )=976,8634 ° C

Maka, suhu pada ujung sudu adalah 976,8634°C

Laju perpindahan panas yang harus diserap oleh coolant

q f=√h . p . k . Acoshml−( θlθb )

sinhml¿

θlθb

=T l−T∞Tb−T∞

=976,8634−1000300−1000

=0,017338

q f=√250×0,12×25×8×10−4 cosh38,729×0,1−¿0,017338

sinh 38,729×0,1(300−1000 ) ¿

q f=0,7745×1,00014×(−700)

q f=−542,22W

Maka, laju perpindahan panas yang harus diserap coolant adalah −542,22W