28
T
∞
= temperatur udara lingkungan K
.
Q = laju perpindahan panas Watt
2.5.3 Perpindahan Panas Radiasi
Perpindahan panas secara radiasi adalah proses perpindahan panas melalui gelombang elektromagnetik atau paket-paket energi photon yang dapat dibawa
sampai pada jarak yang sangat jauh tanpa memerlukan interaksi dengan medium. Berbeda dengan mekanisme konduksi dan konveksi, radiasi tidak membutuhkan
medium perpindahan panas. Sampainya sinar matahari kepermukaan bumi adalah adalah contoh yang paling jelas dari perpindahan panas radiasi. Perpindahan panas
radiasi pada alat ini terjadi padakolektor surya.
Gambar 2.15
Perpindahan panas radiasi.
Perpindahan panas secara radiasi dirumuskan sebagai,
. 4
. .
.
s s
r
T E
Q
………...………………..………………………..…….. 2.17 Dimana:
Q
r
= laju perpindahan panas radiasi W = emisivitas panas permukaan 0 1
= konstanta Stefan Boltzmann 5,67 x 10
-8
Wm
2
K
4
A
= luas permukaan m
2
Universitas Sumatera Utara
29
2.5.4 Perpindahan Massa
Koefisien perpindahan massa mass transfer coefficient mempunyai analogi dengan koefisien perpindahan panas, sehingga dapat didefinisikan seperti
halnya perpindahan panas. =
1
−
2
…………………………………………………….β.18
Difusivitas yang terjadi pada keadaan steady yang melintasi ketebalan lapisan batas setebal Δy, adalah :
=
1
−
2
=
1
−
2
…………………………………….β.19
Berdasarkan hukum-hukum fenomena dalam persamaan yang mengatur perpindahan massa, momentum dan energi mempunyai keserupaan, sehingga
profil suhu, kecepatan dan konsentrasi mempunyai bentuk yang sama dalam fenomena lapisan batas.
Karena fenomena yang terjadi dalam lapisan batas mempunyai analogi terhadap hubungan antara profil kecepatan, profil konsentrasi massa dan profil
suhu sehingga dalam persoalan perpindahan panas, hubungan fungsional koefisien pindah panas dapat dituliskan dalam bentuk :
= , ……………………………………………..……………….β.β0
sedangkan dalam hal perpindahan massa, hubungan fungsional koefisien pindah massa dapat dinyatakan dalam bentuk :
= , ……………………………………………...……………..β.β1
Bilangan Schmidt S
C
=vD
AB
menyatakan perbandingan antara profil kecepatan dan konsentrasi, sedangkan untuk profil suhu dan konsentrasi
dinyatakan dalam bentuk bilangan Lewis Le =αD
AB
. Keserupaan antara persamaan-persamaan yang mengatur perpindahan massa, momentum dan energi
dalam lapisan batas memberi petunjuk bahwa korelasi empirik untuk koe fisien
Universitas Sumatera Utara
30
perpindahan massa mempunyai analogi dengan koefisien perpindahan panas. Hubungan empirik untuk koefisien perpindahan massa ini dinyatakan oleh
Gilliland 1934 dalam Holman 1981 dalam bentuk persamaan :
= 0.023
0.83
0.44
………………………………………….β.ββ
Analogi Reynold untuk perpindahan panas dengan koefisien gesek pada lapisan batas dapat pula digunakan untuk menentukan koefisien perpindahan
massa dengan koefisien gesek pada lapisan batas, pada aliran laminar, Holman, J.P, 1981 memberikan bentuk persamaan seperti berikut :
untuk perpindahan panas :
2
3
=
8
………………………………………………………………β.β3
untuk perpindahan massa :
2
3
=
8
…………………………………………...…………………..β.β4
Universitas Sumatera Utara
31
BAB III METODOLOGI PENGUJIAN
3.1 Waktu danTempat Pengujian
Waktu pengujian: Januari 2014 - April 2014 Lokasi pengujian: Gedung Magister Pascasarjana Teknik Mesin, fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.
3.2 Alat dan Bahan yang Digunakan 3.2.1 Alat
Adapun alat-alat yang digunakan dalam pengujian ini adalah: 1.
Alat Pengering Tenaga Surya
Gambar 3.1 Alat pengering
Spesifikasi : Kolektor :
Tipe : Plat bersirip
Luas : 2 x 1,7613 m
2
Sudut Kemiringan : 45
o
Bak Pengering :
Panjang bak pengering = 2 m
Lebar bak pengering = 1 m
Tinggi bak pengering = 1 m
Tinggi kaki bak pengering = 1.414 m
Universitas Sumatera Utara
Kategori