sebuah kolektor matahari-pk koveksi
DESCRIPTION
asdTRANSCRIPT
1. Sebuah kolektor matahari, berbentuk plat rata berukuran 1m2, terletak miring
dengan sudut 20 terhadap horizontal. Permukaan panas berada pada suhu 160o⁰
dan tekanan 0,1 atm. Sejajar di atas permukaan panas tersebut dipasang jendela
transparan yang berfungsi melewatkan energi radiasi dari matahari. Jarak antara
jendela transparan dengan permukaan panas adalah 8 cm. Suhu jendela transparan
dipertahankan pada 40⁰C. Hitunglah perpindahan kalor konveksi alami yang
terjadi antara permukaan panas dengan jendela transparan.
Diketahui:
T pada plat panas (Tw) = 160oC
T jendela (T∞) = 40oC
Tekanan = 0,1 atm
A plat panas = 1 m2
Jarak antara kedua plat = 8 cm = 0.08 m
L = 1 m
θ terhadap sumbu horizontal = 20o
θ terhadap sumbu vertikal = 90o - 20o= 70o
Ditanya: Q = ?
Gambar 10. Gambar sistem
Penyelesaian:
Asumsi:
Perpindahan kalor konveksi alami yang terjadi pada ruang tertutup plat mriring horizontal
Fluida yang terdapat didalam ruang tersebut adalah udara.
T m=(160+40)0C
2=1000C=373.15K
Pada suhu 373.15 K, sifat-sifat udara (pada Daftar A.5, Holman hal.589) dari hasil interpolasi:
Ɵ
μ=2.172×10−5 kgm . s
k=0 . 0317W
m .0C
β= 1T f
=2. 68×10−3K−1
Pr=0 .69
ρ=P .MrR .T f
=10100Pa
287J
kg .K.373 . 15K
=0 . 0946kg /m3
Menghitung nilai Grδ .Pr
Grδ .Pr=g . ρ2 . β (T w−T ∞ ) . L3 . Pr
μ2
Grδ .Pr=
9.8ms2
.( 0.0946kgm3 )
2
.2 .68 .10−3
k(433.15K−313.15K ) .(0.08m)3.0.69
(2.172.10−5 kgm
. s) .2
Grδ .Pr=2.11 .104
Sudut kemiringan plat terhadap sumbu horizontal θ=200
Dari daftar 7.3 kita didapatkan:
c=0.212
n=14
K eK
=C (Gr δ Prcosθ)n=0.212(21100.cos20)1 /4=2.516
Besar perpindahan kalor konveksi alami yang terjadi antara permukaan panas dengan jendela
transparan:
q=K e (T w−T ∞ ) A
δ=
2.5160 .0317 .W
m0C(160−40 )0C .(1m)2
0.08m=120W