MM FENOMENA TRANSPORT Kredit: 3 SKS Semester: 5

Presentasi berjudul: "MM FENOMENA TRANSPORT Kredit: 3 SKS Semester: 5"— Transcript presentasi:

1 MM091351 FENOMENA TRANSPORT Kredit: 3 SKS Semester: 5
Dr. Eng. Hosta Ardhyananta, S.T., M.Sc. BAHAN AJAR ON-LINE 4 JURUSAN TEKNIK MATERIAL DAN METALURGI FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER (ITS) SURABAYA

2 TRANSPORT ENERGI

3 ALIRAN ENERGI Sub-kompetensi:
Pembelajar mampu menjelaskan perilaku konduktivitas termal material

4 KONDUKTIVITAS THERMAL DAN MEKANISME PERPINDAHAN ENERGI
Konduksi panas Hukum Fourier Pengaruh temperatur dan tekanan pada konduktivitas gas dan cairan Teori konduktivitas thermal/panas gas densitas rendah Teori konduktivitas thermal cairan Konduktivitas panas padatan

5 KONDUKTIVITAS THERMAL DAN MEKANISME PERPINDAHAN ENERGI
Kompetensi: Mahasiswa mampu menjelaskan dan menerapkan Konduktivitas Thermal dan Mekanisme Perpindahan Energi Subkompetensi: Konduksi panas Hukum Fourier, pengaruh temperatur dan tekanan pada konduktivitas gas dan cairan, Teori konduktivitas thermal/panas gas densitas rendah, Teori konduktivitas thermal cairan, Konduktivitas panas padatan

6 Konduktivitas panas k adalah sifat material
K adalah satuan yang sering muncul pada kasus perpindahan panas Bagian awal akan membahas konduksi dan dilanjutkan dengan konveksi, radiasi dan difusi

7 Dinding Rumah Peralatan Masak T rendah T tinggi Kompor T tinggi
Perhatikan perbedaan temperatur dan apakah akibat ? Maka Terjadinya perpindahan panas Dinding Rumah Peralatan Masak T rendah T tinggi Kompor T tinggi T rendah

8 Konduktivitas panas , k , adalah sifat yang dibahas pada kasus perpindahan panas
Hukum Fourier tentang konduksi panas yang menyatakan konduktivitas panas gas, cair atau padatan Efek konduktivitas panas fluida pada temperatur dan tekanan Konduktivitas panas gas dan cairan dibahas dari sudut pandang molekuler Konduktivitas panas padatan dan hubungannya dengan konduktivitas elektrik, termasuk hukum Wiedemann, Franz, dan Lorenz untuk logam. Pembahasan awal mengenai perpindahan energi akan ditinjau melalui mekanisme/cara konduksi/media padat.

9 HUKUM FOURIER MENGENAI KONDUKSI PANAS
Perhatikan analisis panas pada slab/batangan Perhatikan slab dari material padat dengan luas A yang terletak diantara dua pelat paralel dengan jarak satu sama lain Y Temperatur awal batangan T0 Pelat bawah dipanaskan hingga T1, maka profil temperatur pada batangan akan berubah dan mencapai distribusi temperatur linier steady-state/teratur keadaan-tetap (tidak berubah) Gambar

10 Panas berpindah dari bawah (posisi 1) ke atas (posisi 2)
２ １

11 Laju aliran panas Q Slab menerima perpindahan panas dari pelat bawah yang dipanaskan Aliran panas sebanding dengan penurunan temperatur dan konduktivitas panas, k. Padat, cair, gas. Perlakuan analisis dilakukan dalam bentuk turunan agar diketahui perubahan

12 Slab dianalisis sebagai lapisan-lapisan.
SLAB PADA y3 SLAB PADA y2 SLAB PADA y1 y PELAT BAWAH x

13 Aliran panas per luas/fluks pada posisi positif y, qy
Bentuk 1 dimensi Hukum Fourier tentang konduksi panas qx, qy, qz q: vektor fluks Persamaan diatas menggambarkan bahwa fluks panas konduksi sebanding dengan negatif gradien (kemiringan turun) temperatur. Panas bergerak ke bawah temperatur pada jarak

14 Fluks adalah satuan per luas

15 Diffusivitas panas, α, Perhatikan satuan /dimensi / unit Dalam sistem cgs, q adalah cal cm-2 sec-1, T adalah oK , y adalah cm, k adalah cal cm-1 sec-1 (oK)-1,  adalah cm2 sec-1 Dalam sistem English, q adalah Btu ft-2 hr-1, T adalah oR , y adalah ft, k adalah Btu ft-1 hr-1 (oR)-1,  adalah ft2 hr-1

16 Hukum Fourier dengan memasukkan energi mekanik dan panas
Konduktivitas panas cairan, logam cair dan padatan Contoh pengelasan di dalam cairan

17

18 Konduktivitas panas logam cair: tinggi, rendah
Konduktivitas panas logam cair paduan, efek paduan: tinggi, rendah

19 Konduktivitas panas padatan: tinggi, rendah
Konduktivitas panas padatan: logam, keramik, Bagaimana membuat material tahan panas … ?

20 Untuk PEMAHAMAN: Lempengan plastik luas 1 ft2 tebal 0
Untuk PEMAHAMAN: Lempengan plastik luas 1 ft2 tebal in dengan laju panas 3.0 watts steady-state dengan temperatur awal dan akhir oC dan oC pada dua permukaan. Berapakah konduktivitas panas plastik pada oC dalam cal sec-1 cm-1 oK-1

21 Jawaban / Solusi: