⁄ ⁄
Dari bilangan Nusselt Nu, dapat diperoleh nilai koefisien perpindahan kalor konveksi.
Dari bilangan Nusselt Nu, bisa didapat nilai koefisien perpindahan kalor konveksi :
Atau
Pada Persamaan 2.4 hingga Persamaan 2.5 : Nu
= bilangan Nusselt k
= konduktivitas termal fluida Wm C h
= koefisien perpindahan kalor konveksi fluida, Wm
2
C
= panjang karakteristik, untuk silinder horizontal, m
2.4.1.3 Laju Perpindahan Kalor Konveksi Bebas
Dari persamaan di atas, maka dapat diketahui nilai koefisien perpindahan kalor konveksi, maka dapat mencari laju perpindahan kalor konveksi dengan
menggunakan Persamaan 2.2 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
q = h A T
w
-T .................................................................................................. 2.2
2.4.2 Konveksi Paksa
Konveksi paksa terjadi dikarenakan adanya perbedaan suhu yang mengalir dan fluida yang bergerak yang disebabkan oleh alat bantu alat bantu
seperti kipas, blower atau pompa. Nilai koefisien perpindahan kalor ini lebih besar dibandingkan dengan konveksi bebas sehingga proses pendinginan berlangsung
lebih cepat. Untuk menghitung laju peprindahan kalor konveksi paksa perlu diketahui nilai koefisien perpindahan kalor konveksi h yang dapat dihitung
menggunakan bilangan Nusselt. Bilangan Nusselt dapat didapat melalui Bilangan Reynold. Bilangan Nusselt harus sesuai dengan aliran fluidanya, karena bilangan
Nusselt untuk setiap aliran fluida memiliki nilai yang beragam laminer, transisi atau turbulen.
2.4.2.1 Aliran Laminer
Gambar 2.3 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.
Untuk persamaan Nusselt denga X = 0 sampai dengan X = L
2.4.2.2 Aliran Turbulen
Gambar 2.4 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:
⁄ ⁄
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
⁄
Pada Persamaan 2.8 hingga Persamaan 2.9 : Re
= bilangan Reynold PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
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 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
Tabel 2.3 Nilai Konstanta C dan n untuk Persamaan 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 Bentuk Bukan Silinder J.P.Holman, 1995, hal 271
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 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
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
q = A T
4
.................................................................................................... 2.10 pada Persamaan 2.10 :
q : laju perpindahan panas, W
: emisivitas bahan 0 ≤ e ≤ 1
: konstanta Boltzmann 5.67x10
-8
, Wm
2
K
4
A : luas penampang benda, m
2
T : suhu mutlak benda, K
2.6 Sirip
Sirip adalah piranti yang berfungsi untuk mempercepat laju perpindahan panas dengan cara memperluas luas permukaan benda. Ketika suatu benda
mengalami perpindahan panas secara konveksi, maka laju perpindahan panas dari benda tersebut dapat dipercepat dengan cara memasang sirip sehingga luas
permukaan benda semakin luas dan pendinginannya semakin cepat. Jenis-jenis sirip :
a. Sirip Bentuk Persegi
Salah satu contoh sirip berbentuk persegi adalah seperti tersaji pada Gambar 2.5
Gambar 2.5 Sirip dengan Bentuk Persegi Sirip dengan bentuk persegi merupakan sirip yang sederhana jika dianggap
bahwa panjang maupun lebar sisinya tetap. Pertanyaan sering muncul adalah mengenai seberapa signifikan perbedaan permukaan benda yang diberi sirip
dengan yang tidak diberi sirip. Yang jelas, sirip akan mempercepat laju perpindahan panas ketika sirip memiliki panjang dan bentuk yang optimal.
b. Sirip Bentuk Segitiga
Salah satu cotnoh sirip berbentuk segitiga adalah seperti tersaji pada Gambar 2.6
