Perpindahan panas konduksi Perpindahan Panas Konveksi

2.4 Perpindahan panas

Ketika besi dipanasi, air dimasak, dan matahari menyinari bumi terjadi perpindahan panas. Perpindahan panas adalah ilmu yang mempelajari tentang perpindahan energi dalam bentuk panas yang terjadi karena adanya perbedaan suhu diantara kedua benda atau material. Perpindahan panas terdiri atas,konduksi, konveksi, dan radiasi. Konduksi terjadi pada besi yang dipanasi, konveksi terjadi pada air yang dimasakdan radiasi terjadi pada pada saat matahari menyinari bumi. Ilmu perpindahan kalor dapat digunakan untuk menentukan suhu batangan baja sebagai fungsi waktu artinya, ilmu perpindahan kalor dapat mengetahui waktu yang dibutuhkan untuk mencapai temperatur akhir. Adapun perpindahan panas yang terjadi pada siklus absorbsi yaitu : • Konduksi hantaran • Konveksi aliran

2.4.1 Perpindahan panas konduksi

Perpindahan kalor secara konduksi adalah proses perpindahan kalor dimana kalor mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu rendah dalam suatu medium padat, cair, gas atau medium-medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsung. Laju perpindahan panas konduksi melalui suatu lapisan material dengan ketebalan tetap adalah berbanding lurus dengan beda suhu di pangkal dan ujung lapisan tersebut, berbanding lurus dengan luas permukaan tegak lurus arah perpindahan panas dan berbanding terbalik dengan ketebalan lapisan. Rumus hukum Fourier : ……………………………………………………………...…2.1 Keterangan : q = laju aliran kalor watt Universitas Sumatera Utara k = konduktifitas termal bahan Wm 2 . C = gradient suhu kearah perpindahn kalor Cm A = luas penampang m 2 Pada alat penukar kalor perpindahan konduksi terjadi pada bagian tabungpipa,tahanan termal yang terjadi pada tabungpipa adalah seperti pada gambar 2.3 Gambar 2.4 Mode perambatan panas pada dinding tube Sumber : Cengel, 1989

2.4.2 Perpindahan Panas Konveksi

Bila ada fluida yang bergerak terhadap suatu permukaan, dan kedua suhunya tidak sama, maka akan terjadi mekanisme perpindahan panas secara konveksi. Semakin cepat gerakan fluida tersebut, maka semakin besar laju perpindahan panas konveksinya. Bila fluida tidak bergerak, maka mekanisme perpindahan panas akan menjadi mekanisme perpindahan konduksi kembali. Karena konveksi terjadi akibat adanya gerakan fluida, maka dikenal istilah konveksi alami dan konveksi paksa. Konveksi alami konveksi bebas terjadi karena fluida bergerak secara alamiah dimana pergerakan fluida tersebut lebih Universitas Sumatera Utara disebabkan oleh perbedaan massa jenis fluida akibat adanya variasi suhu pada fluida tersebut. Logikanya, kalau suhu fluida tinggi, tentunya dia akan menjadi lebih ringan dan mulai bergerak keatas. Sementara konveksi paksa trjadi karena bergeraknya fluida bukan karena faktor alamiah. Fluida bergerak karena adanya alat yang digunakan untuk menggerakkan fluida tersebut, seperti kipas, pompa, blower dan sebagainya. Konveksi paksa terdiri atas dua yaitu : a Konveksi paksa Aliran Luar Gambar 2.5 Aliran luar Sumber : Cengel, 1989 Pada persoalan aliran luar tersebut lapisan batas aliran berkembang secara bebas, tanpa batasan yang disebabkan oleh permukaan yang berada di dekatnya. Sehubungan dengan itu akan selalu ada daerah lapisan batas yang berada di sisi luar aliran dimana gradien kecepatan temperatur dapat di abaikan. Sebagai contoh meliputi pergerakan fluida diatas plat datar dimana laju perpindahan panasnya : ……………………………………………2.2 Dimana : h = Koefisien perpindahan pans konveksi As = Luas permukaan perpindahan kalor Ts = Suhu pada plat Universitas Sumatera Utara T ∞ = Suhu udaraGas buang q = Laju perpindahan panas b Konveksi paksa Aliran Dalam Gambar 2.6 Aliran dalam Sumber : Cengel, 1989 Berbeda dengan aliran luar yang tanpa ada batasan luar,pada aliran dalam seperti halnya yang terjadi didalam pipa adalah sesuatu dimana fluida dibatasi oleh permukaan sehingga lapisan batas tidak dapat berkembang secara bebas seperti halnya pada luar. Laju perpindahan panas aliran dalam : ………………………………….…………2.3 h = Koefisien perpindahan pans konveksi As = Luas permukaan perpindahan kalor Ts = Suhu pada plat T ∞ = Suhu fluida q = Laju perpindahan panas Universitas Sumatera Utara c Perpindahan panas secara keseluruhan Pada banyak kasus perpindahan panas yang melibatkan proses konveksi dan konduksi, dimana laju perpindahan panas total : ………………………………………….……..2.4 Dimana untuk mencari U koefisien perpindahan panas keseluruhan adalah : …………………………………2.5 Panas dari generator di alirkan ke larutan amonia-air yang besarnya dapat di tentukan dari persamaan : ………………………………….………2.6 Dimana: = Suhu gas buang masuk generator = Suhu gas buang keluar generator

2.5 Parameter dalam Perhitungan nilai Perpindahan Panas Generator