Uploaded by dutarovin07

Perpan konveksi kelompok

advertisement
TUGAS PERPINDAHAN KALOR DAN MASSA 2
KONVEKSI PAKSA DAN ALAMI
Disusun Oleh :
1. Vincent Kristian Putra P. (1422000114)
2. Muhammad Ismu Johan Mahendra (1422000116)
3. Duta Abdurrovin (1422000038)
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA
2023
Konveksi
Konveksi adalah perpindahan kalor yang disertai dengan perpindahan partikelpartikelnya. Konveksi adalah proses perpindahan kalor dari satu bagian fluida kebagian lain
fluida oleh pergerakan fluida itu sendiri. konveksi terjadi karena perbedaan massa jenis dan
konveksi hanya terjadi pada zat cair dan gas.Untuk menyelidiki perpindahan kalor secara
mengalir , digunakan alat konveksiair dan alat konveksi udara.
Konveksi paksa adalah konveksi yang terjadi dengan sengaja (dipaksakan), contoh:
pada sistem pendingin mesin mobil, pada aliran fluida dalam pipa
Gambar 1. Konveksi paksa pada aliran fluida dalam pipa
Pipa di atas mengalami konveksi paksa pada bagian dalam dan luar pipa. Pada
bagian dalam pipa mengalir fluida panas dan pada bagian luar mengalir fluida
dingin. Tahanan pada bagian dalam adalah Ri
dan luar Ro sedangkan temperature bagian dalm dinyatakan dengan Tp dan diluar
pipa Tw. Dalam keadaan steady, panas yang terjadi :
Ti adalah temperature fluida panas didalam dan to adalah temperature fluida dingin. Dengan
mengganti symbol tahanan dengan hi dan ho, maka:
kebalikan dari tahanan perpindahan panas memiliki dimensi : Btu/(hr)(ft2 )(f o dari beda
tekanan) dan disebut individual film coefisient.
Laju Perpindahan kalor
Untuk menyatakan laju perpindahan panas dinyatakan sebagai fluks kalor
perhitungannya Didasarkan atas luas perpindahan panas sehingga fluks kalor didefenisikan
sebagai laju perpindahan panas persatuan luas dengan satuan Btu / jam s atau Watt / m 2 atas
dasar luas bidang tempat berlangsungnya aliran kalor.
Selanjutnya, fluks kalor dihubungkan dengan perbedaan temperature yang ditentukan
melalui koefisien perpindahan panas konveksi (konduktans konveksi) h yang didefenisikan
sebagai berikut :
Jika h dan Δt diketahui , maka
๐‘ž
๐ด
dapat dihitung. Untuk sebuah tahanan termal dalam
peristiwa konveksi didefinisikan sebagai berikut :
R=
1
โ„Ž
Dimana : R = tahanan termal konvektif
h = konduktan konvektif
Konveksi alami
Proses perpindahan panas dengan cara konveksi alamiah adalah proses
perpindahan panas yang terjadi bila molekul - molekul flluida bergerak akibat terjadinya
perbedaandensitas (kerapatanya). Perbedaan desitas fluida ini ditimbulkan oleh perbedaan
temmperaturfluida pada dua tempat yang berbeda. Sebuah contoh yang lazim ialah
konveksi alamiah daridinding atau dari pipa yang suhunya konstan dan dikelilingi oleh udara
luar yang beda suhunya dengan suhu dinding atau pipa itu sebesar โˆ†T.
konvesi ini juga mengalir secara alamiah (natural convection), terjadi karena fluida
mengalirsecara alamiah/ tidak dipompa/ tidak dihembus. Fluida dapat mengalir secara
alamiah karena danya perubahan sifat fisis (tertama rapat massanya) dan pengaruh dari gaya
apung(bouyancy force). Hukum Newton untuk konveksi :
Q = h.A(Tw - T∞)
Dengan (Tw > T∞)
Aplikasi Konveksi Bebas
Sisitem ventilasi rumah
Prinsio kerja : udara panas yang berada di dalam rumah bergerak ke atas dan
keluar melaluiventilasi. Tempatnya kemudian digantikan oleh udara dingin yang
masuk melalui ventilasi.Arus konveksi udara inilah yang menyebabkan suhu udara di
dalam rumah tersa lebih sejukdan nyaman.
Koefisien Perpindahan Panas Konveksi (h) pada Konveksi Bebas
Q h.A.(Tw T(tak terbatas))
- Aliran fluida pada perpindahan panas konveksi bebas terjadi secara alami karena gaya
apung, sehingga hampir selalu berada pada kecepatan rendah (≤ 1 m/s)
- Secara umum, koefisien perpindahan panas konveksi bebas bernilai lebih kecildibandingkan
koefisien perpindahan panas konveksi paksaan.- Nilai h pada perpindahan panas konveksi
bebas dipengaruhi oleh sifat fisis fluida dan bentuk geometri benda- Penyelesaian umum pada
persamaan perpindahan panas konveksi memunculkan suatu parameter berupa bilangan tak
berdimensi yang disebut dengan bilangan Grashof ( Gr)
Gr = gแต ( Tw-T(takterbatas))L3 / v2
Dengan
g
: percepatan gravitasi, m/
แต
: koefisien ekspansi volum (1/Tf), 1/K
Tf = Tw + T(Tak Terbatas) / 2
V
: vikskositas kinematik, m2/s
Tw
: Suhu permukaan benda, °K
T∞
: Suhu fluida pada jarak tak hingaga dari benda,°K
L
: Panjang karakteristik, m
Download