Fin untuk memperbesar panas yang hilang dari permukaan suatu benda
Beberapa bentuk fin
Perpindahan Panas pada Extended Surface (Fin) Permukaan yang dipasangi fin terjadi konduksi, konveksi dan radiasi Bentuk umum pers perp pns pd fin ( steady state) -(1) Ac = luas penampang fin (luas perpind panas konduksi) As = Luas permukaan fin ( luas perp panas konveksi dan radiasi) Bila Ac konstan (mis. Pin Fin) ---(2) dAs = P dx dan P = perimeter Untuk mendptkan dist. suhu diperlukan 2 kondisi batas
di x = L ada 4 kemungkinan : 1. h (TL – Tu) = -k(dT/dx) Kondisi batas : T|x =0 = Tb di x = L ada 4 kemungkinan : 1. h (TL – Tu) = -k(dT/dx) 2. dT/dx = 0 (bila ujung fin diisolasi) 3. T = TL 4. T = Tu (bila fin sangat panjang) Contoh Pin Fin dg BC: Tx=0 = Tb dan (dT/dx)x = L = 0 Dan : Bgmnkah distribusi suhu untuk BC yg lain?
Temperature Distribution and Heat Transfer Rate for Fins of Uniform Cross Sectional Area Case Tip Condition (x=L) Temperature Distribution Fin Heat Transfer Rate A Convection heat transfer B Adiabatic C Constant Temperature D Infinite Fin Length
Fin Performance (Effectiveness dan Efficiency) Efisiensi :
Efisiensi Berbagai Fin
Fin sangat panjang : tanh mL ≥ 0,99 atau mL ≥ 2,65 Fin memberikan Q lbh besar, karena A diperbesar fin yang terlalu tebal tahanan konduksi jadi lbh besar Q mengecil kapan Qf mengecil ? dQf/dL = 0 (h2/m2k2 )=1 hAc/kP =1 hAc/kP ‹ 1, adanya fin menjadikan Q membesar hAc/kP › 1, adanya fin menjadikan Q mengecil Umumnya fin dipasang dengan hAc/kP ‹ 0,25 (karena faktor biaya pembuatan dan pemeliharaan fin) Fin sangat panjang : tanh mL ≥ 0,99 atau mL ≥ 2,65 Fin sangat panjang :
Fin Performance (Effectiveness dan Efficiency) Untuk memperbesar εf dipilih k besar, tapi bahan yang ringan P/Ac besar, fin tipis dan jarak antar fin cukup singkat h kecil (ingat : hgas‹ hliquid) Fin efektif bila εf ≥ 2
Permukaan yang diperluas dengan sejumlah fin At = Af + Atf Qt = Qf + Qtf Qf = ηfAfh(Tb-Tf) Qtf = (At-Af)h(Tb-Tf) Af/At =β Qt ={(βηf+(1-β)} h(Tb-Tf) Overall Efficiency : ηo= βηf+(1-β) ηo= 1-β(1- ηf) ηo= 1-Af(1- ηf)/At Qf Qb