Perpindahan Kalor Konduksi Perpindahan Kalor Konveksi

8

BAB II DASAR TEORI

2.1 Perpindahan Kalor

Perpindahan kalor adalah proses perpindahan energi kalor dari benda yang memiliki suhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Adanya perbedaan suhu, energi kalor dapat mengalir baik pada benda padat maupun fluida. Perpindahan kalor dibagi menjadi tiga jenis, yaitu perpindahan kalor secara konduksi, konveksi dan radiasi seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.1. Gambar 2.1 Proses perpindahan kalor. http:1.bp.blogspot.com

2.1.1 Perpindahan Kalor Konduksi

Perpindahan kalor konduksi adalah proses terjadinya perpindahan kalor dari suatu benda ke benda yang lain yang biasanya terjadi pada benda padat dengan cara perambatan kalor Gambar 2.2. Pada fluida, yaitu benda cair dan gas 9 juga dapat terjadi perpindahan kalor secara konduksi dengan syarat fluida harus dalam keadaan diam. Gambar 2.2 Perpindahan kalor konduksi. http:guraru.orgwp-contentuploads201310konduksi-2.jpeg Laju perpindahan kalor secara konduksi dapat dihitung dengan Persamaan 2.1 berikut ini : Q = k ∙ A ∙ ∆ ∆ .................................................................................. 2.1 Keterangan pada Persamaan 2.1 : Q : laju perpindahan kalor konduksi watt. k : konduktivitas termal atau koefisien perpindahan kalor konduksi Wm o C. A : luas permukaan yang tegak lurus dengan arah perpindahan kalor m 2 . ∆T : perbedaan suhu o C. ∆x : panjang atau ketebalan bahan m. 10 Nilai konduktivitas termal berbagai bahan disajikan pada Lampiran Tabel 1 Sifat material pada 21 °C.

2.1.2 Perpindahan Kalor Konveksi

Perpindahan kalor secara konveksi tidak dapat terjadi pada benda padat, karena proses perpindahan kalor konveksi hanya terjadi pada fluida baik zat cair maupun gas yang disertai dengan perpindahan zat perantaranya Gambar 2.3. Gambar 2.3 Perpindahan kalor konveksi. http:3.bp.blogspot.com Ada dua jenis perpindahan kalor konveksi, yaitu : a. Konveksi paksa, terjadi karena ada alat tambahan yang digunakan untuk mengalirkan fluida seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.4. Gambar 2.4 Konveksi paksa. 11 b. Konveksi bebas atau konveksi alami, terjadi karena adanya perbedaan suhu yang menyebabkan perbedaan kerapatan massa. Jadi konveksi bebas terjadi secara alami dan tidak menggunakan bantuan alat untuk mengalirkan fluida. Gambar 2.5. Gambar 2.5 Konveksi bebas. Gambar 2.6 Skema perpindahan kalor konveksi. http:nurulimantmunib.files.wordpress.com 12 Perpindahan kalor konveksi dapat dihitung dengan Persamaan 2.2 : Q = h ∙ A ∙ ∆T = h ∙ A ∙ T − T ............................................... 2.2 Keterangan pada Persamaan 2.2 : Q : Laju perpindahan kalor konveksi watt. h : Koefisien perpindahan kalor konveksi Wm 2o C. A s : Luas permukaan benda yang bersentuhan dengan fluida m 2 . T s : Suhu permukaan o C. T : Suhu fluida o C. Untuk beberapa kasus tertentu, nilai koefisien konveksi disajikan pada Tabel 2.2: Tabel 2.2 Nilai koefisien perpindahan kalor konveksi. No Proses Nilai koefisien konveski Wm 2 K 1 Konveksi bebas, udara 2 – 25 2 Konveksi bebas, air 10 – 1000 3 Konveksi paksa, udara 25 – 250 4 Konveksi paksa, air 50 – 20000 5 Air mendidih 2500 – 100000

2.2 Peltier termoelektrik