10
2.1.4.1.2. Bilangan Nuselt Nu
Untuk silinder horizontal, bilangan Nusselt dinyatakan dengan Persamaan 2.5, berlaku :
Untuk 10
-5
Gr Pr 10
12
: …...……………........2.5
Untuk aliran laminar dari 10
-6
Gr
d
Pr 10
9
: ……………………………..….…..2.6
pada Persamaan 2.4a, 2.4b, 2.4c, 2.5, dan 2.6,: g
= Percepatan gravitasi = 9,81; mdetik
2
= Panjang karakteristik, untuk silinder horizontal = L, m
T
w
= Suhu permukaan dinding, K = Suhu fluida, K
T
f
= Suhu film, K v
= Viskositas kinematik, m
2
detik Pr
= Bilangan Prandtl Gr
= Bilangan Grashof
2.1.4.2. Konveksi Paksa
Proses perpindahan kalor konveksi paksa ditandai dengan adanya fluida yang bergerak yang dikarenakan adanya peralatan bantu. Alat bantu untuk
menggerakkan fluida dapat berupa kipas angin, fan, blower, pompa, dll. Akibat dari perbedaan suhu antara benda dan fluida mengakibatkan panas mengalir dari
antara benda dan fluida serta mengakibatkan perubahankerapatan lapisan-lapisan fluida yang ada di dekat permukaan. Perbedaan kerapatan mengakibatkan fluida
dan ………………………………………………………...……..2.4.c
11
yang berat akan mengalir ke bawah dan fluida yang ringan akan mengalir ke atas. Gerakan fluida ini terjadi karena adanya bantuan kipas atau pompa, Mekanisme
perpindahan kalor terjadi karena adanya fluida yang bergerak karena adanya alat bantu disebut konveksi paksa. Pada kasus sirip diasumsikan konveksi paksa
terjadi dalam aliran menyilang silinder dan bola seperti pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Silinder dalam Arah Silang Untuk menghitung laju perpindahan kalor konveksi, harus diketahui terlebih
dahulu nilai koefisien perpindahan kalor konveksi h. Sedangkan untuk mencari nilai koefisien perpindahan kalor konveksi h dapat dicari dari bilangan Nusselt.
Bilangan Nusselt yang dipilih harus sesuai dengan kasusnya, karena setiap mempunyai bilangan Nusselt tersendiri. Pada konveksi paksa bilangan Nusselt
merupakan fungsi dari bilangan Reynold, Nu = fRe.Pr. Untuk berbagai bentuk geometri benda, koefisien perpindahan kalor rata-
rata dapat dihitung dari Persamaan 2.7: ……………………………………………………….2.7
Pada Persamaan 2.7 konstanta C dan n sesuai dengan Tabel 2.2. Tabel 2.2 Nilai C dan n untuk Persamaan 2.7
J.P. Holman,1995, hal 268 C
n 0,4
– 4 0,989
0,33 4
– 40 0,911
0,385 40
– 4000 0,683
0,466 40
– 40000 0,193
0,618 40000
– 400000 0,0266
0,805
12
2.1.4.2.1. Untuk Aliran Laminar
Pada aliran menyilang silinder, syarat aliran Laminar : Re
x
100.000, Bilangan Reynold dirumuskan sbb :
……………………………………………………………...…2.8
Untuk 10
-1
Re
f
10
5
: ………………………………………………2.9
Untuk 1 Re 10
3
:
.................................................2.10 Untuk 10
3
Re 2 ×10
5
: ………………………………………..…2.11
2.1.4.2.2. Untuk Kombinasi Aliran Laminar dan Turbulen
Pada aliran menyilang silinder, syarat aliran turbulen yaitu : 500.000 Re 10
7
, berlaku persamaan 2.12 ...................................2.12
Pada Persamaan 2.7, 2.8, 2.9, 2.10 2.11, dan 2.12 : d
= Diameter silinder, m v
f
= Viskositas kinematik flim, m
2
detik Re
= Bilangan Reynold Re
df
= Bilangan Reynold pada diameter film Re
x
= Bilangan Reynold pada arah aliran x
Kategori