2.4.1. Konduksi
Konduksi adalah perpindahan panas suatu benda yang partikel- partikel dalam benda tersebut menstransfer energi melalui tumbukan.
Konduksi Panas hanya terjadi apabila terdapat perbedaan temperatur. Panas yang mengalir secara konduksi dari daerah yang
bertemperatur tinggi ke daerah yang bertemperatur rendah. Laju perpindahan panas konduksi dapat dinyatakan dengan Hukum Fourrier .
�̇ = −�� �
�
2
−�
1
�
� Dimana,
�̇ = Laju perpindahan panas W k
= Konduktivitas Termal W m.K A
= Luas penampang yang terletak pada aliran panas m
2
T
2
= Temperatur akhir °C T
1
= Temperatur awal °C L
= Tebal plat m Persamaan 2.1 dapat disederhanakan menjadi persamaan yang
dikenal dengan konsep resistansi thermal yang dianalogikan dengan resistansi listrik. Hal ini karena laju aliran kalor dianggap sebagai sebuah
aliran listrik yang mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah perbedaan temperatur. Konsep resistansi thermal juga berlaku untuk kedua
jenis perpindahan panas yang lain. Dengan demikian, persamaan 2.3 menjadi:
�̇ = − �
�
2
−�
1
�
� � = �
� ��
� Dimana,
�̇ = Laju perpindahan panas W k
= Konduktivitas Termal W m.K A
= Luas penampang yang terletak pada aliran panas m
2
T
2
= Temperatur akhir °C T
1
= Temperatur awal °C L
= Tebal plat m
Universitas Sumatera Utara
R = Resistansi thermal °Cm
2.4.2. Konveksi
Perpindahan panas konveksi terjadi di antara permukaan benda dan suatu fluida. Dengan kata lain, perpindahan panas konveksi adalah
perpaduan perpindahan panas konduksi dengan suatu aliran fluida. Perpindahan panas konveksi terdiri dari tiga jenis, yaitu konveksi paksa
aliran dalam , aliran luar, dan alamiah. Apabila aliran fluida disebabkan
oleh blowerfan maka disebut konveksi paksa dan apabila disebabkan oleh gradien massa jenis maka disebut konveksi alamiah. Pada umumnya laju
perpindahan panas dapat dinyatakan dengan hukum persamaan pendinginan Newton,yaitu sebagai berikut:
�̇ = ℎ � ��
�
− �
�
� Dimana,
�̇ = Laju perpindahan panas Watt h
= Koefisien konveksi W m
2
. K A
= Luas permukaan kolektor surya m
2
T
s
= Temperatur plat K T
f
= Temperatur fluida K Nilai koefisien konveksi dapat dihitung berdasarkan persamaan
berikut ini: ℎ =
�
�
� �
Dimana, h = koefisien konveksi W m
2
. K N
u
= Bilangan Nusselt k
= konduktivitas termal Wm.K L = panjang plat m
Secara umum, pola aliran terbagi menjadi tiga jenis, yaitu aliran laminar, transisi,
dan turbulen. Aliran laminar adalah aliran yang molekul- molekul fluidanya masih tersusun rapi atau tidak acak, sedangkan aliran
turbulen adalah aliran yang molekul-molekul fluidanya acak atau radial.
Universitas Sumatera Utara
Aliran transisi merupakan pola aliran yang berada diantara aliran laminar dan turbulen.
Persamaan yang digunakan untuk menghitung bilangan Reynold adalah sebagai berikut:
�
�
= ���
� Dimana, R
e
= bilangan Reynold ρ
= massa jenis fluida kgm
3
U = kecepatan aliran fluida ms
L = Panjang pipa m
μ = viskositas Nsm
2
2.4.3. Persamaan Empirik Konveksi Natural permukaan Luar
Kategori