Perhitungan Keseimbangan Termal Pengolahan Data
Untuk t
a
= 33,039, maka tekanan suhu udara adalah P
sa
=
mb
ta 235 18
, 4030
956 ,
18 exp
+
−
= 50,411 mb = 5,041 kPa P
a
= Rh x P
sa
P
a
= 0,71979 x 5,041 = 3,629 kPa Heat transfer coefficient
h
c
= 8,3.v
0,6
, untuk 0,2 v 4,0
6
h
c
= 3,1, untuk 0 v 0,2
6
maka, h
c
= 3,1 Wm
-2
K
-1
h
e
= 16,5 x h
c
= 16,5 x 3,1 = 51,150 Wm
-2
kPa
-1
Hitung nilai h
r
dan t
cl
dengan melakukan iterasi terhadap rumus:
h
r
=
3
2 2
, 273
4
+
+ tr
tcl A
A
D r
εσ
, dan
t
cl
=
1 1
r c
cl r
r a
c cl
h h
f Rcl
t h
t h
f tsk
Rcl +
+ +
+
Mulai dengan t
cl
= 0,0 dan lakukan evaluasi terhadap nilai-nilai baru untuk h
r
, t
cl
, h
r
, t
cl
, … hingga terjadi selisih antar t
cl
≤ 0,01. Dari perhitungan di atas, maka hasil iterasi untuk h
r
dan t
cl
dapat dilihat pada Tabel 5.17.
Tabel 5.17. Hasil Perhitungan Iterasi untuk Nilai h
r
dan t
cl
Perhitungan ke- h
r
t
cl
1 3,806
35,066 2
4,541 34,927
3 4,537
34,927
Iterasi berhenti karena t
cl-3
– t
cl-2
= 0 0 ≤ 0,01, maka:
h
r
= 4,537 t
cl
= 34,927
Operative temperature t
o
=
c r
a c
r r
h h
t h
t h
+ +
Operative temperature t
o
=
1 ,
3 537
, 4
039 ,
33 .
1 ,
3 063
, 32
. 537
, 4
+ +
Operative temperature t
o
= 32,459
o
C Combined heat transfer coefficient:
h = h
c
+ h
r
h = 3,1 + 4,537 = 7,637 Calculation of the components of the heat balance equation
C + R =
+ −
h f
R t
t
cl cl
o sk
. 1
C + R =
+ −
637 ,
7 .
204 ,
1 1
102 ,
459 ,
32 242
, 37
C + R = 22,694 Wm
-2
E
sk
=
+ −
e cl
cl e
a s
sk
h f
R P
P w
. 1
, ,
E
sk
=
+ −
150 ,
51 .
204 ,
1 1
015 ,
629 ,
3 358
, 6
w
E
sk
= w x 87,385 Wm
-2
Untuk w = 1, E
sk
= E
max
, maka E
max
= 87,385 Wm
-2
C
res
+ E
res
= 0,0014 M 34 – t
a
+ 0,0173 M 5,87 – P
a
C
res
+ E
res
= 0,0014 x 116 34 – 33,039 + 0,0173 x 116 5,87 – 3,629 C
res
+ E
res
= 4,654 Wm
-2
Maka, persamaan heat balace akan menjadi: M – W = C + R + E
sk
+ C
res
+ E
res
116 – 0 = 22,694 + w x 87,385 + 4,654 w = 1,0,15
w
req
= w = 1,015 Jadi, kebasahan kulit w 1,015 akan menyediakan kehilangan panas heat loss
yang cukup pada kulit melalui penguapan, yaitu tubuh akan berkeringat untuk thermoregulate dan menerima keseimbangan panas. Untuk penguapan
maksimum, E
max
kebasahan adalah 1. Untuk perhitungan di atas memberikan nilai E
max
= 87,385 Wm
-2
. Kebasahan yang dibutuhkan untuk keseimbangan diberikan dengan:
W
req
=
max
E E
req
Jadi, E
req
= W
req
x E
max
= 1,015 x 87,385 = 88,695 Wm
-2
Dengan menggunakan panas laten dari penguapan air 22,5 x 10
-5
JKg
-1
dan memperhatikan jumlah tetesan keringat, r sedikit keringat menetes dan panas
laten tidak hilang ISO 7933 menggunakan:
r =
2 1
2
w −
Keringat yang dibutuhkan untuk menyediakan penguapan yang dibutuhkan dapat dihitung sebagai:
S
req
=
r E
req
Wm Dimana, rata-rata penguapan keringat 0,26 liter kg per jam dapat disamakan
dengan kehilangan panas 100 Wm
-2
. Untuk perhitungan di atas, untuk mempertahankan keseimbangan panas, maka tubuh harus menghasilkan 0,475
literjam, yang perhitungannya berasal dari:
r =
485 ,
2 015
, 1
1
2
= −
S
req
=
876 ,
182 485
, 695
, 88
=
Wm
-2
S
req
≈ 0,475 literjam