Heat Transfer From Extended surface (Fin) Lecture Slide By: Yosua Heru Irawan

Introduction !!! Bagaimana cara meningkatkan laju perpindahan kalor dari permukaan ke lingkungan??? (catatan: temperatur permukaan tetap (Ts = fix) Jawab : Memperbesar koefisien konfeksi (h) dengan cara mempercepat aliran fluida di sekitar permukaan (butuh pompa/blower dan biaya tinggi). Memperkecil temperatur lingkungan (sangat sulit sekali dilakukan) Memperluas Area perpindahan kalor (A) dengan cara menambahkan fin

Penggunaan Fin …..

Persamaan umum Fin

Persamaan untuk Fin dengan luas penampang yang merata Persamaan umumnya menjadi: Jika: Maka Persamaan menjadi: Ac = Luas penampang fin (konstan) As = P.L (Luas permukaan fin) P = keliling fin Dengan:

Persamaan untuk Fin dengan luas penampang yang merata Kasus A Boundary condition: 1. Temperatur pangkal fin = temperatur permukaan benda 2. Terjadi konveksi di ujung fin Persamaan distribusi temperatur: Persamaan laju perpindahan kalor pada fin:

Persamaan untuk Fin dengan luas penampang yang merata Kasus B Boundary condition: 1. Temperatur pangkal fin = temperatur permukaan benda 2. Ujung fin diasumsikan adiabatic (tidak ada perpindahan kalor) Persamaan distribusi temperatur: Persamaan laju perpindahan kalor pada fin:

Persamaan untuk Fin dengan luas penampang yang merata Kasus C Boundary condition: 1. Temperatur pangkal fin = temperatur permukaan benda 2. Ujung fin diketahui temperaturnya Persamaan distribusi temperatur: Persamaan laju perpindahan kalor pada fin:

Persamaan untuk Fin dengan luas penampang yang merata Kasus D Boundary condition: 1. Temperatur pangkal fin = temperatur permukaan benda 2. Fin sangat Panjang sehingga dapat diasumsikan Panjang fin tak terhingga Persamaan distribusi temperatur: Persamaan laju perpindahan kalor pada fin:

Contoh: Diketahui sebuah batang yang sangat Panjang dengan diameter 5 mm, temperatur pangkal batang 100 oC. Permukaan batang berinteraksi dengan udara luar yang mempunyai temperatur 25 oC dengan koefisien konveksi h = 100 W/m2.K. Hitung distribusi temperatur sepanjang batang (jika materialnya cooper, aluminium, stainless stel) dan heat loss (laju perpindahan kalor) dari batang!

Persamaan distribusi temperatur kasus D: distribusi temperatur pada batang untuk material yang berbeda:

Persamaan laju perpindahan kalor kasus D:

Jika Panjang Fin diketahui dan terjadi konveksi di ujung fin (Kasus A)??? Material fin aluminium ( k = 180 W/m.K) Misal Panjang fin 50 mm Jika Panjang Fin diketahui dan ujung fin diasumsikan adiabatic (kasus B)??? Material fin aluminium ( k = 180 W/m.K) Misal Panjang fin 50 mm Jika Panjang Fin diketahui dan temperatur ujung fin juga diketahui (kasus C)??? Material fin aluminium ( k = 180 W/m.K) Misal Panjang fin 50 mm Temperatur ujung fin 20 oC