TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA

Presentasi berjudul: "TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA"— Transcript presentasi:

1 TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA
MODUL KE DUA HEAT TRANSFER NANANG RUHYAT MEKANISME PERPINDAHAN KALOR Perpindahan kalor = termodinamika + kecepatannya Kalor adalah perpindahan energi yang tidak dapat kita lihat, perpindahan yang tidak terorganisir yang diasosiasikan dengan pertukaran-pertukaran mikroskopik diantara system- sistem tersebut, yang tidak termasuk di dalam representasi kerja makroskopik, aliran muatan, dll ( William C. Reynolds ) Temperaturdan tekanan sebagai potensial penggerak ( driving potensial ) untuk perpindahan energi sebagai kalor. Mekanisme perpindahan kalor yaitu : konduksi dan radiasi. Konveksi tidak termasuk. Konduksi dapat terjadi pada zat padat, cair dan gas. Perpindahan kalor secara konduksi tidak disertai oleh perpindahan materi. Konduksi ( hantaran ) adalah proses perpindahan energi sebagai kalor melalui sebuah medium stasioner ( seperti : tembaga, air atau udara ) dimana perpindahan energi timbul karena atom-atom pada temperatur yang lebih tinggi bergetar dengan lebih bergairah sehingga atom-atom tersebut dapat memindahkan energi kepada atom-atom yang lebih lesu yang berada di dekatnya dengan kerja mikroskopik, yaitu kalor. Di dalam logam-logam , maka elektron-elektron bebas membuat kontribusi kepada proses hantaran kalor.

2 x T1 = temperature saat sebelum dikonduksikan T2 = Temperatur setelah
A = luas penampang dT / dx = gradien temperatur ( K/m atau 0C/m ) k = konduktivitas thermal ( sifat zat ) ( W/m K) atau ( W/ m 0C ) ( - ) = penurunan temperature T1 = temperature saat sebelum dikonduksikan T2 = Temperatur setelah dikonduksikan T1 T2 T T + dT x + dx A x x Konduksi kalor dalam keadaan stasioner Pada umumnya : q = f ( K, A, dT/ dx , t ) Dalam keadaan stasioner : q / = f ( t ) Konduksi kalor melalui dinding rata q = – k A dT/ dx k, A , q = konstan untuk kondisi stasioner

3 In words, h represents the heat flow per unit area per unit temperature difference. The larger
h is, the larger the heat transfer Q. The inverse of h is commonly defined as the R-value, The R-value is used to describe the effectiveness of insulations, since as the inverse of h, it represents the resistance to heat flow. The larger the R, the less the heat flow . R is often expressed in imperial units when listed in tables. Conversion to SI-units is provided in the Units Section. To convert R into a thermal conductivity k, we must divide the thickness of the insulation by the R value (or just solve for k from the above equation), Electrical Analogy for 1D Heat Conduction By comparing the steady state heat flow equation with Ohm's Law for current flow through a resistor, we see that they have similar forms, We can therefore draw the following analogies: Heat Flow, Temperature Difference, T1 - T2 Current, I Voltage Difference, V1 - V2 Thermal Resistance, RT = x/k*A Electrical Resistance, R The electrical to heat conduction analogy allows one to apply laws from circuit theory to solve more complicated conduction problems, such as the heat flow through conducting layers attached in parallel or series.