15
2.1.3.2. Perpindahan Kalor Konveksi Paksa
Perpindahan kalor konveksi paksa terjadi karena adanya tenaga dari luar yang menggerakannya seperti kipas angin, blower, pompa, dll. Untuk menghitung laju
perpindahan panas konveksi, harus diketahui terlebih dahulu nilai koefesien perpindahan panas konveksi h. Sedangkan untuk mencari nilai koefisien
perpindahan panas konveksi h dapat dicari dari bilangan Nusselt. Bilangan Nusselt yang dipilih harus sesuai dengan kasusnya, karena setiap kasus mempunyai
bilangan Nusselt tersendiri. Sebagai contoh dipilih untuk kasus fluida yang mengalir di atas pelat datar seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5. Arah Aliran Fluida Pada Pelat Datar Ada 2 bilangan Nusselt yaitu bilangan Nusselt lokal dan bilangan Nusselt
rata-rata. Bilangan Nusselt lokal, untuk mencari nilai h pada jarak x yang ditinjau. Sedangkan bilangan Nusselt rata-rata untuk menghitung h rata-rata dari x = 0
sampai dengan jarak x yang ditinjau.
2.1.3.2.1. Bilangan Nusselt Nu pada Bidang Datar untuk Aliran Laminar
Syarat aliran Laminar : Re
x
100.000. Bilangan Reynold dirumuskan seperti pada persamaan 2.7 :
……………………………………………………………… 2.7
16
Berlaku persamaan Nusselt Lokal Nu pada jarak x, untuk Pr 0,6.
, …………………………………………… 2.8
Berlaku persamaan Nusselt rata-rata untuk x = 0 sampai dengan x = L.
, …………………………………………… 2.9
pada persamaan 2.9 : Re
= Bilangan Reynold ρ
= Massa jenis fluida kgm
3
U
∞
= Kecepatan fluida ms Nu
= Bilangan Nusselt = Viskositas kgm.s
k
f
= Koefisien perpindahan panas konduksi fluida Wm
o
C h
= Koefisien perpindahan panas konveksi Wm
2 o
C P
r
= Bilangan Prandtl, dilihat pada Tabel A - 15
2.1.3.2.2. Bilangan Nusselt Nu pada Bidang Datar untuk Kombinasi Aliran Laminar dan Turbulen
Syarat aliran sudah turbulen : 500.000 Re 10
7
. Berlaku persamaan Nusselt rata-rata :
, …………………………………… 2.10
dengan syarat : 0,6 ≤ Pr ≤ 60. pada persamaan 2.10 :
Re = Bilangan Reynold
ρ = Massa jenis fluida kgm
3
17
U
∞
= Kecepatan fluida ms Nu
= Bilangan Nusselt = Viskositas kgm.s
k
f
= Koefisien perpindahan panas konduksi fluida Wm
o
C h
= Koefisien perpindahan panas konveksi Wm
2 o
C P
r
= Bilangan Prandtl, dilihat pada Tabel A - 15 L
= Panjang dinding m Besarnya laju perpindahan kalor konveksi paksa dapat dihitung dengan
persamaan 2.2.
2.1.4 Perpindahan Kalor Radiasi
Perpindahan kalor radiasi adalah perpindahan kalor yang terjadi karena pancaransinaranradiasi gelombang elektromagnetik tanpa memerlukan media
perantara. Berbeda dengan perpindahan kalor konduksi dan konveksi dimana perpindahan energi terjadi melalui media, maka kalor juga bisa dipindahkan melalui
ruang vakum. Mekanisme ini disebut radiasi elektromagnetik. Radiasi elektromagnetik yang dihasilkan oleh perbedaan temperatur disebut radiasi
thermal . Dalam thermodinamika, pembangkit kalor ideal atau benda hitam akan
memancarkan energi sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak medium dan berbanding lurus dengan luas permukaan.
Persamaan perpindahan kalor radiasi dapat dilihat pada persamaan 2.11 : ………………………………………………………… 2.11
pada persamaan 2.11 : q
= Laju perpindahan kalor W σ
= Konstanta proposional atau konstanta Stefan-Boltzmann = 5,669 x 10
-8
Wm
2
K
4
A = Luas permukaan medium m
2
T
1,2
= Suhu permukaan medium K
Kategori