sedikit banyak mengidealkan, hasil yang akan ditemukan adalah sebagai aplikasi pada perhitungan standar teknik. Permasalahan yang akan dipilih untuk
memperkenalkan kepada pemula bahwa angka yang penting pada konsep fisika berhubungan dengan dasar perpindahan panas. Sebagai tambahan akan
ditampilakn bagaimana menggunakan berbagai jenis kondisi batas dan diilustrasikan pemecahan masalahnya pada koordinat Cartesius, Silidris dan
spherical. Pada 10.2-10.5 akan dijelaskan 4 sumber panas utama: listrik, nuklir, kekentalan dan kimia. Pada 10.6 dan 10.7 kita akan menutup dengan 2 topik
dengan aplikasi secara luas yaitu aliran panas melalui tembok gabungan dan kehilangan panas dari sirip. Pada akhirnya 10.8 dan 10.9 kita akan menganalisa 2
kasus terbatas tentang fluida yang bergerak: gaya konveksi dan koneksi bebas. Akhir dari topic ini adalah sebagai persiapan untuk persamaan yang umum pada
bab 11
10.1 Neraca Energi; Kondisi Batasan
Masalah yang di bahas pada bab ini adalah menetapkan shell masuk neraca energy. Kita pilih lempengan atau shell, permukaan yang normal menunjukkan
arah konduksi panas dan dapat disimpulkan penulisan sistem pernyataan dari hukum kekelan energi. Untuk kondisi Steady state yaitu, waktu Yang konstan
maka sistemnya;
{
laju alir energi
masuk dengan
Transport konfektif
}
-
{
Laju alir Energi
Keluar dengan
Transport konfektif
}
+
{
Lajualir energi
masuk dengan
transport molekul
}
-
{
Lajualir energi
keluar dengan
transport molekul
}
+
{
Lajualir kerja pada sistem
dengan tranport molekul
}
-
{
Lajualir kerja pada sistem
dengan transport molekul
}
+
{
Laju alir kerja di sistem
dengan tenaga eksternal
}
+
{
Laju alir
energi produk
}
= 0 10.1-1
Transport konveksi energi dibahas dalam § 9.7, dan transpotrasi molekul panas konduksi dalam §9.1. Istilah kerja molekul yang dijelaskan dalam §9.8.
Ketiga istilah ini dapat ditambahkan untuk memberikan “penggabungan energi
flux” e. seperti yang ditunjukkan pada persamaan. 9.8-6. Dalam kondsi permasalahan disini dan di bab selanjutnya kita akan menggunakan e vector
bersama dengan pernyataan untuk entalpi dalam persamaan 9.8-8. Perlu
diperhatikan bahwa dalam sistem nonaliran untuk v = 0 vector e disederhanakan menjadi vector q, yang diberikan oleh hukum Fourier’s.
Istilah produksi energi dalam persamaan 10.1-1 termasuk i degradasi energi listrik menjadi panas, ii panas yang dihasilkan oleh lambatnya neutron
dan fragmen nuklir yang dibebaskan pada proses fisi, iii panas menghasilkan dispasi viskositas, and iv panas menghasilkan reaksi kimia. Reaksi kimia
menghasilkan panas akan dibahas lebih lanjut di bab 19. Persamaan 10.1-1 adalah pernyataan dari hukum pertama thermodinamika, ditulis untuk sistem “Terbuka”
pada kondisi steady-state. Dalam bab 11 pernyataan yang sama ini diperluas untuk keadaan sistem unsteady-state dan persamaan akan berubah.
Setelah persamaan. 10.1-1 ditulis untuk lempengan tipis atau material shell, ketebalan lempengan atau shell mendekati nol. Prosedur ini berujung pada
ungkapan distribusi temperatur yang mengandung konstanta integrasi. Yang kita evaluasi dengan menggunakan kondisi batas. Jenis yang paling umum dari kondisi
batasan yaitu: a. Temperatur dapat ditentukan di permukaan
b. Panas normal fluks ke permukaan dapat diberikan ini setara dengan menentukan komponen normal dari gradien suhu.
c. Pada antarmuka kelangsungan suhu dan panas flux normal ke antarmuka yang diperlukan.
d. Pada antarmuka padatan-cairan, Komponen panas fluks yang normal mungkin berkaitan dengan perbedaan antara suhu di permukaan padatan T
dan “bulk” temperature faluida T
b
:
q = h T – T
b
10.1-2
Hubungan ini disebut sebagai hukum newton dari pendingin. Hal ini tidak benar-benar “hukum” tetapi bukan mendefinisikan persamaan untuk h, yang disebut
koefesien perpindahan panas. Semua empat jenis kondisi batas yang dihadapi dalam bab ini. Masih jenis
lainnya kondisi batas yang mungkin dan itu akan di perkenalkan sesuai kebutuhannya.
10.2 Konduksi panas dengan listrik sebagai sumber utama
