18
sehingga proses pendinginan berlangsung lebih cepat. Untuk menghitung laju peprindahan kalor konveksi paksa perlu diketahui terlebih dahulu nilai koefisien
perpindahan kalor konveksi h yang dapat dihitung menggunakan bilangan Nusselt. Bilangan Nusselt dapat dicari dengan menggunakan Bilangan Reynold. Bilangan
Nusselt yang hendak dipakai harus sesuai dengan aliran fluidanya, karena nilai bilangan Nusselt untuk setiap aliran fluida berbeda-beda laminer, transisi atau
turbulen.
2.4.2.1 Aliran Laminer
Syarat aliran laminer pada plat atau bidang datar adalah Re
x
5 x 10
5
dan bilangan Reynold dapat dicari dengan menggunakan Persamaan 2.6.
L U
x
Re
............................................................................................2.6 Untuk persamaan Nusselt rata-rata dengan X = 0 sampai dengan X = L
3 1
2 1
Pr Re
644 ,
L f
k hL
Nu
.......................................................................2.7
2.4.2.2 Aliran Turbulen
Syarat aliran turbulen adalah 5 x 10
5
Re
x
10
7
dan persamaan Nusselt dengan x = 0 sampai dengan x = L adalah:
3 1
5 4
Pr Re
037 ,
L f
k hL
Nu
.......................................................................2.8
19
Gambar 2.3 Aliran Laminer, Transisi dan Turbulen
2.4.2.3 Koefisien Perpindahan Kalor Konveksi Paksa
Untuk berbagai macam bentuk geometri benda, koefisien perpindahan panas rata-rata dapat dihitung dengan Persamaan 2.9
3 1
Pr
n f
f
v L
U C
k hL
...............................................................................2.9
Pada Persamaan 2.6 hingga Persamaan 2.9 : Re
= bilangan Reynold Nu
= bilangan Nusselt Pr
= bilangan Prandtl v
f
= viskositas kinematik fluida, m
2
detik L
= panjang dinding, m U
∞
= kecepatan fluida, ms μ
= viskositas dinamik, kgm s PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
k
f
= konduktivitas termal fluida, Wm ̊ C h
= koefisien perpindahan kalor konveksi fluida, Wm
2
̊ C Besar bilangan C dan n dapat diperoleh melalui Tabel 2.3 yaitu untuk kasus benda
dengan bentuk silinder berpenampang lingkaran. Tabel 2.3 Nilai Konstanta C dan n untuk bentuk silinder 2.9
Re
df
C n
0,4-4 0,989
0,33 4-40
0,911 0,385
40-4000 0,683
0,446 400-40000
0,193 0,618
40000-400000 0,0266
0,805
Sedangkan untuk mengetahui koefisen koefisien perpindahan kalor paksa pada bentuk yang bukan silinder, nilai konstanta diperoleh melalui Tabel 2.4
Tabel 2.4 Nilai Konstanta C dan n pada Benda dengan Bentuk Penampang Bukan Lingkaran J.P.Holman, 1995, hal 271
21
2.5 Perpindahan panas radiasi
Radiasi merupakan proses perpindahan panas tanpa melalui molekul perantara. Proses perpindahan panas ini terjadi melalui perambatan gelombang
elektromagnetik. Semua benda memancarkan radiasi secara terus menerus tergantung pada suhu dan sifat permukaannya. Energi radiasi bergerak dengan
kecepatan 3x10
8
ms. Radiasi ini biasanya dalam bentuk Gelombang Elektromagnetik GEM yang
berasal dari matahari. Sinar Gelombang Elektromagnetik tersebut dibedakan berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya. Semakin besar panjang
gelombang semakin kecil frekuensinya. Energi radiasinya tergantung dari besarnya frekuensi dalam arti semakin besar frekuensi semakin besar energi radiasinya. Sinar
Gamma adalah gelombang elektromagnetik dan sinar radioaktif dengan energi radiasi terbesar.
Dalam kasus ini, terdapat hal yang disebut radiasi benda hitam, yang memaparkan bahwa semakin hitam benda tersebut maka energi radiasi yang
dikenainya juga makin besar. Oleh karena itu, warna hitam dikatakan sempurna menyerap panas, sedangkan warna putih mampu memantulkan panas atau cahaya
dengan sempurna sehingga emisivitas bahan kemampuan menyerap panas untuk warna hitam e = 1 . Persamaan perpindahan panas secara radiasi dapat dilihat pada
Persamaan 2.10
4 4
2 1
T T
A q
..............................................................................2.10 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
