perpindahan panas konveks ibaru

Click here to load reader

Post on 21-Jul-2015

74 views

Category:

Automotive

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI

REFERENSIHeat transfer JP HOLMANIntoduction to heat transfer FRANK. P INCROPERA.Prinsip-prinsip perpindahan panas FRANK KREATConcention heat transfer ANDRIAN BEJANHeat transfer BAYLEY OVEN TURNERConection heat trnsfer VEDAT S ARPACI

1KALOR /PANAS (HEAT)Kalor adalah energi panas zat yang dapat berpindah dari suhu tinggi ke suhu rendah.2PERPINDAHAN PANAS ( HEAT TRANSFER )Proses perpindahan panas ada 3 cara yaitu :konduksikonveksiradiasi

3Perpindahan panas melalui molekul zat yang saling bersinggungan ( padat, cair dan gas ) dan mempunyai beda dimana zat padat, cair atau gas dalam keadaan diam disebut perpindahan panas konduksi.Perpindahan panas aliran fludia ( cair atau gas ) dari atau ke permukaan benda di sebut perpindahan panas konveksi Ciri perpindahan panas konveksi : Ada suatu permukan kemudian ada aliran fluida yang menyinggung permukaan tersebut , ada beda temperatur antara permukaan dan fluida.Perpindahan panas melalui pancaran gelombang elektromagnetik dari dua permukaan yang saling berhadapan sebut prepindahan panas radiasi. Perpindahan panas radiasi ini tidak memerlukan medium perantara.

4

5

6

7EVAPRATOR

8WATER HEATER

9MESIN MOTOR

10SIMULASI HEAT TRANSFER

11PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI12Jika suatu permukaan dilewati aliran fluida dan antara permukaan dan fluida ada beda temperatur maka Akan terjadi perpindahan panas konveksi Besarnya Heat Flux Lokal adalah

h = coeffisien konveksi lokal13Karena kondisi aliran berubah-ubah dari suatu titik ke titik yang lain pada seluruh permukaan, maka q dan h juga berubah-ubah sepanjang permukaan.Bila q adalah laju perpindahan panas konveksi total, besarnya didapat dari jumlah flux lokal sepanjang bermukaan

atau.

14Jika adalah koeffisien konveksi rata-rata, besarnya laju perpindahan panas lokal

Dari pers. 2 dan 3 didapat hubungan antara h ( heat fluk lokal ) dengan (heat flux rata-rata )

15Pada kasus aliran melewati plat datar, h bervariasi terhadap jarak x , sehingga pers 4 dapat disederhanakan menjadi

16Dalam persamaan perpindahan pana konveksi, flux lokal dan laju perpindahan panas total merupakan parameter penting, Besaran ini dapat ditentukan dari pers. 1 dan 3 tergantung h atau yang diketahui

Pada persamaan perpindahan panas konveksi juga bergantung pada sifat sifat fluida sepertiDencity , viscosity, thermal conductivity, Spesific heat, koeff yang bergantung pada geometry permukaan , kondisi aliran

17LAPIS BATAS KONVEKSILapis batas kecepatan ( velocity boundary layer ) terjadi karena adanya gradien kecepatanAdanya shear stressDistribusi kecepatanAliran bebasU~Ts18Fluida yang menempel pada permukaan mempunyai kecepatan nolTegangan geser yang bekerja pada bidang dan mempunyai arah sejajar dengan kecepatan fluida mempengaruhi adanya perlambatan gerak fluida.Besarnya tebal lapis batas kecepatan ( ) adalah panjang jarak y yang diukur dari permukaan sampai dengan daerah yang aliran fluidanya mempunyai kecepatan = 0,99 U~19Gradien kecepatan fluida ke arah x (U) akan makin membesar dengan bertambah besarnya jarak y hingga mendekati kecepatan U~Gradien kecepatan dan tegangan geser besar dalam daerah lapis batas yang tipis, sedangkan diluar daerah lapis batas , gradien kecepatan dan tegangan geser dapat diabaikan.20Besarnya koeffisien gesekan Cf

Untuk Fluida Newtonian

21Lapis batas termal ( thermal boundary layer )Lapis batas termal terjadi akibat adanya perbedaan antara temperatur fluida yang mengalir dengan temperatur permukaan

T~tT~Permukaan isotermist(x)T~22Pada permukaan ( y=0 ) terjadi transfer energi yang berlangsung secara konduksi karena fluida dalam keadaan diam , sehingga dapat mengikuti hukum faurierBesarnya flux kalor lokal pada jarak x dari ujung depan

Dengan kf = konduktifitas termik fliuida23Dan

Dengan h = koeffisien konveksi lokal Dari kedua persamaan tersebut didapat

24Aliran laminer dan turbulenAliran turbulen/ laminer sangat mempengaruhi adanya gesekan permukaan dan laju perpindahan kalor scara konvekski.Untuk menentukan jenis aliran di ukur terhadap besarnya bilangan Reynolds yaitu bilangan tanpa dimensi dan didefinisikan sbb:

Rex = U X 25 = dencityX = viskositas dnamik = panjang karakteristikunutk aliran pada permukaan plat datarRex 105 laminer105 Rex 3.106 transienRex > 3.106 turbulen

26Pada daerah laminer pada aliran Gerakan fluida teratur dan dapat di identifikasi garis garis aliran (strean line).Pada daerah turbulen Fluda bergerak tak teratur hal ini ditandai dengan adanya fluktuasi kecepatan .Gesekan permukaan dan koeffisien konveksi bertambah besarTransfer momentum dan energi meningkat.

27Pada daerah transisi mulai terjadi fluktuasi kecepatan .Derah turbulen :Turbulen Buffer layerLaminer sub layer.

28