Pertemuan ke-7 10 Oktober 2016 By Retno Ringgani, S.T., M.Eng Perpindahan Kalor Pertemuan ke-7 10 Oktober 2016 By Retno Ringgani, S.T., M.Eng

Grafik Heisler plate bola silinder

Grafik Heisler Suhu lingkungan konveksi adalah 𝐓 ∞ Dalam semua kasus, dilambangkan sebagai berikut : Suhu lingkungan konveksi adalah 𝐓 ∞ Suhu Pusat pada x = 0 dan r = 0 adalah 𝐓 𝟎 Pada titik waktu nol ( t = 0 ), setiap benda padat dianggap mempunyai suhu yang sama (seragam) yaitu 𝐓 𝐢

θ 𝑖 θ 0 Dengan definisi sbb : θ = T (x,t) - T ∞ atau θ = T (r,t) - T ∞ = T i - T ∞ = T 0 - T ∞ θ 𝑖 θ 0

Penggunaan Grafik Heisler Jika suhu pusat garis yang dicari, maka hanya 1 grafik yang diperlukan untuk mendapatkan θ 0 dan T 0 Jika ingin menentukan suhu di luar pusat, diperlukan dua grafik untuk menghitung hasil θ θ i = θ 0 θ i x θ θ 0 Kalor yang dilepas oleh benda mula-mula = Q 0 Q 0 =ρ V Cp ( T i − T ∞ ) Q 0 =ρ V Cp 𝜃 𝑖 Kalor yang dilepas setelah waktu t = Q

Grafik Heisler PLATE

Plate

Plate Distribusi Suhu

Plate Internal Energy

Grafik Heisler SILINDER

Silinder

Silinder Plate Distribusi Suhu

Silinder Plate Internal Energy

Grafik Heisler BOLA

Bola

Bola Distribusi Suhu

Bola Internal Energy

Contoh Soal Cek bil.Biot > 10% 5 cm 1,25 cm

Dari grafik 4-9 diperoleh : 𝜃 0 𝜃 𝑖 =0,61

Dari grafik 4-12 diperoleh : 𝑥 𝐿 = 1,25 2,5 =0,5 𝑘 ℎ.𝐿 = 215 525 (0,025) =16,38 Dari grafik 4-12 diperoleh : θ 𝜃 0 =0,98

𝜃 0 𝜃 𝑖 =0,61 ;dari grafik 4−6 𝜃 0 =0,61 𝜃 𝑖 𝜃 0 =0,61 x 130=79,3 θ 𝜃 0 =0,98 ;dari grafik 4−12 θ=0, 98 𝜃 0 θ=0, 98 x 79,3=77,7 θ=T − 𝑇 ∞ T=θ − 𝑇 ∞ T=77,7+70=147,7 oC

Dari grafik 4-16 diperoleh : a.) Suhu (T) pada kedalaman 1,25 cm dari salah satu muka setelah 1 menit adalah : T = 147,7 oC b.) Energi yang dikeluarkan persatuan luas pada waktu 1 menit adalah : Penyelesaian dengan menggunakan grafik 4-16 ℎ 2 𝛼 𝑡 𝑘 2 = 525 2 (8,4. 10 5 )(60) (215) 2 =0,03 ℎ 𝐿 𝑘 = 525 (0,025) 215 =0,061 Dari grafik 4-16 diperoleh : 𝑄 𝑄 0 =0,41

θ 0 𝐴 θ 0 𝐴 θ 𝐴 θ 0 𝐴 θ θ 0

Contoh Soal Sebuah silinder alumunium panjang mempunyai diameter 5 cm dan berada pada suhu awal 200oC. Silinder ini tiba-tiba dimasukkan ke dalam lingkungan konveksi pada 70oC dan h = 525 W/ 𝑚 2 𝑜𝐶. Hitunglah suhu pada jari-jari 1,25 cm dan kalor yang hilang per satuan panjang 1 menit sesudah silinder itu dimasukkan ke dalam lingkungan itu.