18
2.1.5 Laju Aliran Kalor pada Sirip
Fungsi sirip yaitu membuang seluruh kalor yang berpindah dari dasar sirip ke sirip ke lingkungan sekitarnya. Dengan menambahkan sirip pada suatu benda maka
suhu benda tersebut akan selalu tetap. Besarnya kalor yang dipindahkan oleh sirip ke lingkungan sekitarnya disebut laju aliran kalor. Dengan mengetahui besarnya
kalor yang dipindahkan sirip tersebut maka fungsi dari sirip dapat dikatakan baik atau tidak. Besarnya laju aliran kalor pada sirip dapat diketahui setelah mengetahui
hasil perhitungan distribusi suhu pada sirip menggunakan persamaan 2.12.
Persamaan laju aliran kalor pada sirip dapat dinyatakan dengan persamaan 2.12 :
∑ …………………………………………………. 2.12
pada persamaan 2.12 : n
= Jumlah titik yang diambil pada pengujian sirip q
= Laju perpindahan kalor konveksi pada titik i W h
= Koefisien perpindahan panas konveksi Wm
2 o
C As
i
= Luas penampang sirip yang bersentuhan dengan fluida pada titik i m
2
T
i
= Suhu pada titik i °C T
∞
= suhu fluida °C
2.1.6 Efisiensi Sirip
Efisiensi sirip merupakan perbandingan antara kalor yang sesungguhnya dilepas sirip dengan kalor maksimum yang dapat dilepaskan oleh sirip, atau dapat
dinyatakan dengan persamaan 2.13:
∞
……………………………………………… 2.13
19
dari persamaan 2.13 dapat pula ditulis,
∞
………………………………………… 2.14 pada persamaan 2.13 :
η
fin
= Efisiensi sirip q
actual
= Jumlah kalor sesungguhnya yang dilepas sirip W q
max
= Jumlah kalor maksimum yang dapat dilepas oleh sirip W h
= Koefisien perpindahan panas konveksi Wm
2 o
C As
fin
= Luas penampang total sirip m
2
T
s
= Suhu permukaan dasar sirip, °C T
∞
= Suhu fluida, °C
2.1.7 Efektivitas Sirip
Efektivitas sirip merupakan perbandingan kalor yang dilepaskan seluruh permukaan benda bersirip dengan permukaan benda tersebut jika tidak bersirip.
Dinyatakan dengan persamaan 2.15.
,
, ,
…………………………………………………… 2.15
pada persamaan 2.15:
,
……………………………………………….. 2.16
,
……………………………. 2.17
,
…………………… 2.18 pada persamaan 2.15, 2.16, 2.17 dan 2.18 :
Q
total,fin
= Jumlah kalor yang dilepas permukaan benda bersirip W Q
total,nofin
= Jumlah kalor yang dilepas permukaan benda jika tidak bersirip W Q
unfin
= Jumlah kalor yang dilepas permukaan selain sirip bendabersirip W
20
n
fin
= Jumlah sirip w
= Lebar benda bersirip m P
= Tinggi benda bersirip m k
= Koefisien perpindahan kalor konduksi Wm°C h
= Koefisien perpindahan panas konveksi Wm
2
°C T
s
= Suhu permukaan dasar sirip °C T
∞
= Suhu fluida °C
2.1.8 Bilangan Biot
Bilangan Biot merupakan bilangan yang tak berdimensi. Bilangan Biot berkaitan dengan tahanan laju aliran kalor secara konduksi di dalam sirip dan
tahanan laju aliran kalor secara konveksi di permukaan sirip. Bilangan Biot dapat dinyatakan dengan persamaan 2.19.
∆
…………………………………………………………………. 2.19 pada persamaan 2.19 :
Bi = Bilangan Biot
h = Koefisien perpindahan panas konveksi Wm
2
°C Δx
= Panjang karakteristik m k
= Koefisien perpindahan kalor konduksi Wm°C
2.1.9 Bilangan Fourier
Bilangan Fourier juga merupakan bilangan tak berdimensi. Bilangan Fourier digunakan pada kasus keadaan tak tunak yang salah satunya digunakan sebagai
syarat stabilitas. Besaran syarat stabilitas untuk bilangan Fourier di setiap kasus berbeda-beda. Semakin besar bilangan Fourier yang digunakan tetapi tidak
melebihi syarat stabilitas maka selang waktu yang diperlukan semakin besar, tetapi waktu yang dibutuhkan untuk melakukan perhitungan konvergensi semakin cepat.
Bilangan Fourier dapat dinyatakan dengan persamaan 2.20.
21
∆ ∆
…………………………………………………………………. 2.20 pada persamaan 2.20 :
Fo = Bilangan Fourier
α = Disfusitas thermal bahan m
2
s Δt
= Selang waktu s Δx
= Panjangnya volume kontrol m
2.1.10 Disfusitas Thermal
Kategori