PENDAHULUAN RYN, NKM, DFA PINDAH PANAS (TPE 4231/2/W) – KP&BIO PENDAHULUAN RYN, NKM, DFA

PINDAH PANAS? Pindah panas adalah ilmu yang mempelajari transfer/perpindahan energi diantara benda yang disebabkan karena perbedaan temperatur Panas (hot)? Cold (dingin)? Kalor (heat)? Temperatur/suhu(temperature)?

BEDANYA DENGAN TERMODINAMIKA? Termodinamika digunakan untuk memprediksi jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengubah sistem dari suatu kesetimbangan ke kesetimbangan lain Pindah panas digunakan untuk memprediksi seberapa cepat perubahan akan terjadi sejak sistem dalam kondisi tidak setimbang

TUJUAN PEMBELAJARAN Mengetahui dan memahami pengertian pindah panas, sebagai dasar pengetahuan teknik dibidang teknologi pertanian (TP), seperti mekanisme pindah panas konduksi, konveksi dan radiasi, pindah panas pada geometrik benda, benda kosong, benda pejal, konduksi kondisi mantap dan tak mantap, konveksi paksa, konveksi bebas. Dapat menentukan laju pindah panas pada material makanan dan non makanan 

BAGAIMANA PANAS BISA DI TRANSFER? Konduksi? Konveksi? Radiasi?

BAGAIMANA PANAS BISA DI TRANSFER? Konduksi? Konveksi? Radiasi?

MACAM2 MEKANISME PERPINDAHAN PANAS Konduksi panas: Perpindahan panas tanpa disertai perpindahan materi (panas mengalir melalui material statis ) Konveksi panas: Perpindahan panas disertai perpindahan materi (panas mengalir melalui media yang bergerak atau terbawa oleh medium yang bergerak (fluida)) Radiasi panas: Perpindahan panas terpancar (panas berpindah melalui ruang dengan atau tanpa media)

KONDUKSI Dimana T = Temperatur pada suatu titik x = Ketebalan dinding Laju pindah panas Dimana T = Temperatur pada suatu titik x = Ketebalan dinding A = Luas penampang melintang k = Konduktivitas Thermal (Btu/hr.ft.ºF) -dT/dx = Gradien temperatur

KONDUKTOR DAN ISOLATOR Beberapa bahan menghantar panas lebih baik dari yang lain Bahan yang mentransfer panas secara bagus disebut konduktor (Logam) Bahan yang menghentikan perpindahan panas disebut Isolator (styrofoam, wool, fiberglass).

NILAI KONDUKTIVITAS TERMAL BEBERAPA MATERIAL Metals Silver 410 W/m. °C 237 Btu/h.ft.°F Copper 385 W/m. °C 223 Btu/h.ft.°F Nonmetallic solids Diamond 2300 W/m. °C 1329 Btu/h.ft.°F Quartz 41.6 W/m. °C 24 Btu/h.ft.°F Sandstone 0.78 W/m. °C 0.45 Btu/h.ft.°F Liquids Ammonia 0.147 W/m. °C 0.085 Btu/h.ft.°F Water 0.556 W/m. °C 0.327 Btu/h.ft.°F Hydrogen 0.175 W/m. °C 0.101 Btu/h.ft.°F Air 0.0206 W/m. °C 0.0119 Btu/h.ft.°F Gases

Hubungan antara nilai konduktivitas termal dan temperatur untuk beberapa material #Simulasi Konduksi 1 #Simulasi Konduksi 2 Konduktivitas termal bergantung pada temperatur

KONVEKSI Laju pindah panas Dimana h = Koefisien pindah panas konveksi

MACAM KONVEKSI PANAS Pindah panas konveksi paksa Pindah panas konveksi alami

Koefisien pindah panas konveksi beberapa material Konveksi bebas Vertical plate 0.3m high in air 4.5 W/m2. °C 0.79 Btu/h.ft2.°F Horizontal cylinder, 2-cm diameter, in air 6.5 W/m. °C 1.14Btu/h.ft.°F Konveksi paksa Airflow at 2m/s over 0.2-m square plate 12 W/m2. °C 2.1 Btu/h.ft2.°F 75 W/m. °C 13.2 Btu/h.ft.°F Air mendidih In a pool or container 2,500-35,000 W/m2. °C 400-600 Btu/h.ft2.°F Kondensasi uap air Vertical surfaces 4,000-11,300W/m2. °C 700-2,000 Btu/h.ft2.°F

RADIASI Energi ditransfer dalam bentuk gelombang atau partikel = konstanta Stefan-Boltzman ; 5,669 x 10-8 W/m2K4 A = luas permukaan, m2 T = suhu permukaaan, K  = Emisivitas Q = laju pindah panas radiasi

DIMENSI DAN SATUAN Aliran panas Q BTU/h W Satuan Simbol British SI Aliran panas Q BTU/h W Fluks panas per luasan q BTU/h.ft2 W/m2 Konduktivitas termal k BTU/h.ft.ºF W/m2. ºC Temperature T ºF ºC Panjang L ft m

CONTOH APLIKASI PERPINDAHAN PANAS PADA ALSIN PERTANIAN

CONTOH APLIKASI PERPINDAHAN PANAS PADA ALSIN PERTANIAN

SILABUS Pendahuluan Konduksi mantap 1 dimensi Konduksi mantap 1 dimensi benda komposit (2 x) Konduksi mantap 2 dimensi (2 x) Presentasi (Tugas Kelompok) UTS

PENILAIAN RYN : 20 % DFA/SRD : 20 % NKM : 40 % Praktikum : 20 %

REFERENSI Incropera, Fundamental of Heat and Mass Transfer 6th Ed, Wiley Kreith F et al., 1999, Mechanical Engineering Handbook; Chapter Heat and Mass Transfer, CRC Press LLC Holman JP, Heat Transfer, McGraw Hill Singh R.P, Heldman. Introduction to Food Engineering. Mc Graw Hill.