7 Tanda minus dari persamaan diatas adalah akibat dari hukum kedua termodinamika,
yang arah aliran panasnya berasal dari suhu tinggi ke suhu rendah.
b. Konveksi
Menurut Zemansky and Dittman 1986, arus konveksi merupakan arus cairan atau gas yang menyerap kalor pada suatu tempat, kemudian bergerak ke tempat lain dan bercampur
dengan bagian fluida yang lebih dingin serta memberikan kalornya. Pengklasifikasian perpindahan panas berdasarkan cara menggerakkan alirannya dibedakan menjadi dua, yaitu
konveksi bebas alami dan konveksi paksa. Konveksi alamiah merupakan gerak fluida yang disebabkan perbedaan kerapatan yang menyertai perbedaan suhu, sedangkan konveksi paksa
adalah fluida yang dipaksa bergerak oleh pompa atau kipas. Laju perpindahan panas konveksi, dinyatakan dalam:
2 dimana: qc
= laju perpindahan panas W hc = koefisien perpindahan panas konveksi Wm
2
K T
= suhu permukaan K Tf
= suhu fluida K
c. Radiasi
Radiasi termal adalah proses dimana panas mengalir dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah jika benda tersebut terpisah di dalam ruang, dimana perpindahan
energi terjadi melalui bahan dan kalor dapat berpindah melalui ruang-ruang hampa Holman 1997.
Laju aliran panas suatu benda dengan radiasi, dinyatakan dalam: 3
dimana: qr = laju perpindahan panas W = konstanta Stefan Boltzman 5.667x10
-8
Wm
2
K
4
= emisivitas bahan hitam=1
E. DASAR-DASAR SIMULASI
Menurut Syamsa 2003 dalam Haryanto 2010, simulasi komputer adalah usaha mengeksplorasi model-model matematika dari suatu proses atau fenomena fisik dengan
menggunakan komputer dalam rangka memberikan gambaran situasi nyata dengan sebagian besar rinciannya. Simulasi proses adalah penggunaan model matematika untuk menggambarkan secara
realistik perilaku nyata dari sistem dengan mengukur tanggap dinamik variabel-variabel proses yang dipantau, misalnya suhu, tekanan, dan komposisi bahan. Dengan memanipulasi atau bekerja dengan
model, diharapkan: 1.
Dapat meramalkan hasil atau keluaran 2.
Lebih memahami model fisik dan matematika dari fenomena dan proses 3.
Bereksperimen dengan model 4.
Melakukan pengujian dengan model 5.
Menggunakan model untuk tujuan penelitian dan pelatihan
8 Secara garis besar, simulasi proses dapat dikategorikan menjadi dua kategori berdasarkan
kondisinya, yaitu simulasi pada keadaan tunak dan simulasi dalam keadaan dinamis Syamsa 2003 dalam Haryanto 2010. Simulasi keadaan tunak biasanya terdiri dari sejumlah persamaan aljabar yang
diselesaikan secara iterasi, misalnya untuk menghitung kalkulasi panas dan keseimbangan dari suatu proses dibawah kondisi keadaan tunak yang berubah-ubah. Program simulasi keadaan tunak umum
digunakan dalam proses industri seperti pengukuran boiler dan peralatan turbin untuk laju panas tertentu.
Simulasi keadaan dinamis tidak hanya memperhatikan kalkulasi panas dan keseimbangan bahan dalam keadaan tunak, tetapi juga kondisi transien dari perubahan proses. Simulasi dilakukan
dengan menyelesaikan persamaan-persamaan diferensial nonlinier berjumlah besar dalam waktu nyata, untuk menggambarkan keseimbangan dinamik bahan dan energi dari proses yang
disimulasikan. Laju akumulasi massa dan energi dihitung secara kontinyu dan diintegrasikan sepanjang interval waktu yang relatif kecil, yaitu untuk menghasilkan proses tiruan dari tanggap
dinamik yang realistik seperti suhu, tekanan, dan komposisi bahan Haryanto 2010.
F. COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS
