4
1.4 Batasan Masalah
Sirip dengan penampang berbentuk kapsul yang luasnya berubah terhadap posisi memiliki kondisi awal berupa suhu yang seragam di setiap node atau titiknya,
sama dengan suhu pada dasar sirip, yang ditetapkan memiliki suhu sebesar T
b
. Sirip dengan penampang berbentuk kapsul yang luasnya berubah terhadap posisi dengan
nilai konduktivitas termal k ini dikondisikan pada lingkungan yang baru yang memiliki suhu fluida
T
∞
dengan nilai koefisien perpindahan kalor konveksi h dan dalam keadaan tak tunak unsteady state atau suhunya selalu berubah dari waktu
ke waktu. Suhu fluida dan koefisien perpindahan kalor diasumsikan memiliki nilai yang tetap dari waktu ke waktu. Masalah yang akan dipecahkan dalam penelitian
ini adalah distribusi suhu pada sirip, jumlah kalor yang dilepas oleh sirip, efisiensi sirip, dan efektivitas sirip dari waktu ke waktu untuk variasi-variasi sirip yaitu 1
panjang sisi dua dasar penampang sirip, 2 sudut kemiringan sirip, dan 3 jenis material bahan dari sirip serta mengetahui perbandingan efisiensi terhadap ξ untuk
sirip kasus 1 dimensi, pada saat keadaan tunak, dengan luas penampang berbentuk kapsul yang berubah terhadap posisi.
1.4.1 Benda Uji
Geometri dari benda uji berupa sirip dengan penampang berbentuk kapsul
yang luasnya berubah terhadap posisi disajikan dalam Gambar 1.1.
5
Gambar 1.1 Geometri Benda Uji Keterangan Gambar 1.1 :
T
b
= suhu dasar sirip, °C �
∞
= suhu fluida, °C
L = panjang sirip, m
α = sudut kemiringan sirip
S1 = panjang sisi satu dasar sirip, m
S2 = panjang sisi dua dasar sirip, m
1.4.2 Model Matematik
Model matematik digunakan untuk mendapatkan distribusi suhu pada keadaan tak tunak di setiap volume kontrol pada sirip, dinyatakan dengan
persamaan 1.1.
α
x �
∞
, h PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
t t
x T
dx dV
A T
t x
T dx
dA k
h A
x t
x T
dx dA
A x
t x
T
cd cv
cd cd
cd
, 1
1 ,
1 ,
1 ,
2 2
........................................................................................................................1.1
1.4.3 Kondisi Awal
Kondisi awal sirip memiliki suhu yang seragam dan merata sebesar T = T
i
dan memiliki persamaan kondisi awal seperti Persamaan 1.2.
T x,t = T x,0 = T
i
; untuk 0 x L, t = 0..........................................1.2
1.4.4 Kondisi Batas
Penelitian ini memiliki dua kondisi batas, yaitu kondisi batas pada dasar sirip dan kondisi batas pada ujung sirip yang dinyatakan pada Persamaan 1.3 dan 1.4.
Kondisi Batas Dasar Sirip Tx,t = T0,t = T
b
; x = 0 , t 0 .............................................................1.3
Kondisi Batas Ujung Sirip
, ;
, ,
, ,
t L
x t
t x
T cV
x t
x T
kA t
x T
T hA
t x
T T
hA
i s
s
........................................................................................................................1.4 Keterangan dari Persamaan 1.1 hingga 1.4 :
Tx,t = suhu sirip pada posisi x, pada waktu t, °C T
i
= suhu awal sirip, °C T
∞
= suhu fluida, °C PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
T
b
= suhu dasar sirip, °C A
s
= luas selimut sirip , m
2
A
s i
= luas selimut volume kontrol sirip pada posisi i, m
2
A
cd
= luas penampang sirip , m
2
ρ = massa jenis sirip, kgm
3
c = kalor jenis sirip, Jkg°
t = waktu, detik
x = posisi node yang ditinjau dari dasar sirip, m
k = konduktivitas termal sirip, Wm°C
h = koefisien perpindahan kalor konveksi sirip, Wm
2
°C L
= panjang total sirip, m
dx dA
cv
= perubahan luas permuakaan sirip terhadap perubahan x
dx dV
=
perubahan volume terhadap perubahan x
1.4.5 Asumsi
Kategori