8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

1/54

TKS 3249

Perpindahan Panas

Kuliah 2 – Perpindahan Panas Konduksi

Semester Genap 2015-2016

Kelas A Program Sarjana Teknik Kimia

ni!ersitas "iau

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

2/54

KEGUNAAN

• Perancangan alat penukar panas(heat exchanger ).

• Kebutuhan media pemanas ataupendingin pada alat bantu menaradestilasi (reboiler  dan kondenser ).

• Perancangan pemanas berapimaupun tungku (fred heater , danurnace).

• Perancangan ketel uap (boiler ).

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

3/54

KEGUNAAN

• Perancangan alat penguap(evaporator  dan vaporizer ).

• Perancangan sistem pemanas ataupendingin reaktor (reaksi eksotermisdan endotermis).

• Manajemen neraca energi atau auditenergi pada industri.

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

4/54

Mekanisme PerpindahanPanas

Konduksi (hantaran)

Konveksi (aliran)

Radiasi (pancaran)

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

5/54

Konduksi

• Perpindahan panas (kalor) yangterjadi melalui media penghantarpanas tetap.

• Berdasarkan hukum ourier

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

6/54

Konduksi

!ubungan antara panas yang mengalirmengikuti persamaan berikut"

atau,

dengan k  merupakan kondukti#tas termalbahan.

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

7/54

Konduktiftas Termal

• Merupakan properti dari bahan,biasanya nilainya tidak konstan,tergantung si$at termodinamika

bahan tersebut.

• %ntuk padatan, cairan dan gas padatekanan rendah, pengaruh tekanan

bisa diabaikan.• Pengaruh suhu mulai terlihat pada

suhu moderat (sedang), pada suhu

rendah pengaruhnya sangat sedikit.

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

8/54

Konduktiftas Termal

&ilai kondukti#tas termal dengan pengaruhsuhu dapat dihitung dengan persamaanlinier berikut"

dengan 'a dan 'b merupakan konstantayang dapat dilihat pada literatur, sepertipada ppendi* buku teks.

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

9/54

Persamaan Konduksi

+engan hukum ourier (pers. .) dandengan asumsi kondukti#tas termalkonstan. %ntuk ketebalan -* dan beda suhu

 - / 0

 1

, maka pers. . dapat ditulis

menjadi"

untuk limit -* mendekati nol,

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

10/54

Konduksi

2ehingga persamaan menjadi"

Merupakan bentuk umum persamaanhukum ourier satu dimensi. +apat jugaditulis menjadi"

dengan merupakan 3uks panas (45s.m0)

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

11/54

Konduksi

+alam bentuk koordinat 6 dimensi total3uks ditulis sebagai berikut"

dengan 3uks masing7masing,

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

12/54

Konduksi

2ehingga persamaan menjadi,

atau dalam bentuk gradient vektor,

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

13/54

Contoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

14/54

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

15/54

Contoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

16/54

Persamaan KonduksiPanas

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

17/54

Persamaan KonduksiPanas

%ntuk konduksi searah x  dengan elemenvolume seperti pada gambar, neraca energisistem tersebut ditulis sebagai berikut"

 

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

18/54

Persamaan KonduksiPanas

atau disederhanakan menjadi,

dengan '9 merupakan densiti dan 'cadalah kapasitas panas bahan.

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

19/54

Persamaan KonduksiPanas

dengan asumsi 9 dan c konstan dan limit -* :, persamaan menjadi"

dengan hukum ourier (pers. .;), makapersamaan neraca menjadi"

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

20/54

Persamaan KonduksiPanas

Persamaan neraca dengan 6 kordinat (*, y,

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

21/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

22/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

23/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

24/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

25/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

26/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

27/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

28/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

29/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

30/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

31/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

32/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

33/54

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

34/54

Resistensi ermal

Persamaan umum untuk resisteni termal,

%ntuk koordinat rektangular,

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

35/54

Resistensi ermal

%ntuk koordinat silinder,

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

36/54

Resistensi ermal

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

37/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

38/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

39/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

40/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

41/54

aktor Bentuk Konduksi

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

42/54

aktor Bentuk Konduksi

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

43/54

aktor Bentuk Konduksi

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

44/54

aktor Bentuk Konduksi

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

45/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

46/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

47/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

48/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

49/54

=ontoh

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

50/54

>uestion

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

51/54

?atihan Kelas

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

52/54

?atihan Kelas

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

53/54

Homeworks

Problem"

• .;.

• .@.

• .A.

• .00.

•

.06.• .0.

8/17/2019 TKS 3249_Kuliah 2A

54/54

see you ne*t lecture