Gambar 2.15 Jacketed Vessel With Coil And Stirrer Sumber : http:www.mutiaranata.comproductdetailwl-110-04-jacketed-vessel-
with-stirrer-coil2.5 Jenis-Jenis Perpindahan Panas 2.4 Jenis-Jenis Perpindahan Panas
2.4.1. Konduksi
Sebuah batang silinder dengan material tertentu diisolasi pada sisi terluarnya dan pada kedua ujung permukaannya memiliki suhu yang berbeda
yakni T
1
T
2
. Perbedaan temperatur tersebut menyebabkan perpindahan panas secara konduksi pada arah x positif. Kita dapat mengukur laju perpindahan panas
q
x
, dan kita dapat menentukan q
x
bergantung pada variabel- variabel berikut : ΔT,
yakni perbedaan temperatur ; Δx, yakni panjang batang ; dan A, yakni luas penampang tegak lurus bidang.
Jika ΔT dan Δx adalah konstan dan hanya memvariasikan A, maka kita dapat melihat bahwa q
x
berbanding lurus dengan A. Dengan cara yang sama, jika ΔT dan A adalah konstan, kita dapat melihat bahwa q
x
berbanding terbalik dengan Δx. Apabila A dan Δx konstan, maka kita dapat melihat bahwa q
x
berbanding lurus dengan ΔT. Sehingga kita dapat menyimpulkan bahwa
q
x
∞ A
Δ� Δx
2.1 Berikut ini adalah gambar perpindahan panas secara konduksi melalui sebuah
percobaan.
19 Gambar 2.16 Perpindahan Panas secara Konduksi [2]
Sumber : Cengel Dengan memperhatikan material batang, sebagai contoh plastik, kita akan
menemukan bahwa kesebandingan diatas adalah valid. Namun, kita juga menemukan bahwa untuk nilai A,
Δx, dan ΔT yang sama, akan menghasilkan nilai q
x
yang lebih kecil untuk plastik daripada bermaterial logam. Sehingga kesebandingan diatas dapat ditulis dalam bentuk persamaan dengan memasukkan
koefisien yang dipengaruhi oleh material. Sehingga diperoleh, q
x
= kA
Δ� Δx
2.2 k, adalah konduktivitas thermal Wm.K, yang adalah merupakan sifat material
yang penting. Dengan menggunakan limit Δx 0 kita mendapatkan persamaan untuk laju perpindahan panas,
q
x
= -kA
�� dx
2.3 atau persamaan flux panas menjadi,
q
” x
= q
x
A
= -k
�� dx
2.4
2.4.2. Konveksi
Mekanisme perpindahan panas dapat berupa konduksi, konveksi, dan radiasi. Konduksi dan konveksi adalah membutuhkan media perantara dalam
proses perpindahan panasnya. Berbeda dengan konduksi, pada konveksi
membutuhkan gerakan fluida untuk dapat memindahkan panas.
Penelitian menunjukkan bahwa perpindahan panas konveksi sangat bergantung pada sifat-sifat fluida seperti viskositas dinamis
μ, konduktivitas termal k, massa jenis
ρ, dan spesifik panas C
p
, dan dipengaruhi oleh kecepatan fluida Ѵ. Konveksi
juga bergantung pada bentuk dan kekasaran permukaan, dan bahkan juga dipengaruhi oleh tipe aliran seperti laminar atau turbulen. Sehingga kita dapat
menyimpulkan bahwa perpindahan panas secara konveksi adalah kompleks karena bergantung pada banyak variabel. Oleh karena itu, konveksi adalah
mekanisme perpindahan panas yang paling kompleks.
Gambar 2.17 Pendinginan sebuah balok yang panas dengan konveksi paksa [2] Sumber : Cengel
Meskipun konveksi adalah kompleks, setelah diamati bahwa laju perpindahan panas secara konveksi berbanding lururs dengan perbedaan
temperatur dan dapat ditulis dengan Hukum Newton tentang pendinginan. Q
konveksi
= hA
s
T
s
- T
∞
2.5 h merupakan koefisien perpindahan panas konduksi, A
s
merupakan area permukaan perpindahan panas, T
s
merupakan temperatur permukaan benda, T
∞
merupakan temperatur lingkungan sekitar benda.
2.4.3. Radiasi
