Pengujian pada Mesin Pendingin Ruangan
- U
∞
= Kecepatan aliran fluida = 7,615 ms
- L = Panjang lapisan konveksi
= 0,36 m -
μ = Viskositas fluida = 184,6 x 10
-7
Nsm
2
- Pr = Bilangan Prandtl
= 0,707 -
k = Konduktivitas termal fluida = 26,3 x 10
-3
WmK -
A = Luas penampang = 7,92 x 10
-2
m
2
- T
s
= Temperatur permukaan air = 6 °C = 279 K
- T
∞
= Temperatur fluida = 28,072 °C = 301,072 K
Pertama – tama dihitung terlebih dahulu bilangan Reynold dengan
persamaan: Re
L
=
ρ x U
∞
x L μ
=
1,1614 x 7,615 x 0,36 184,6 x 10
−7
= 172.473,5623
Tahap berikutnya adalah menghitung bilangan Nusselt Nu
L
: Nu
L
= 0,664 x Re
L 12
x Pr
13
= 0,664 x 172.473,5623
12
x 0,707
13
= 245,661
Kemudian dihitung nilai koefisien konveksi perpindahan panas nya: h
L
=
k L
x Nu
L
=
26,3 x 10
−3
0,36
x 245,661
= 17,9468844 Wm
2
K
Maka, beban pendingin akibat konveksi paksa adalah: Q
konv,paksa
= h
L
x A x T
∞
– T
s
= 17,9468844 x 7,92 x 10
-2
x 301,072 - 279 = 31,373 W
Selanjutnya dihitung beban pendingin konveksi alamiah dan konduksi menggunakan prinsip dinding berlapis pada dinding atas.
Untuk menghitung nilai beban pendingin akibat konveksi alamiah dan konduksi diperlukan beberapa data, dimana data temperatur diambil pada tanggal
19 Januari 2015 jam 09.00. Diketahui:
- ρ = Massa jenis fluida
= 1,1614 kgm
3
- g = Percepatan gravitasi
= 9,81 ms
2
- T
s
= Temperatur permukaan styrofoam = 25,561 °C = 298,561 K -
T
∞
= Temperatur fluida = 28,072 °C = 301,072 K
- L =
Luas Penampang Keliling
=
A
s
P
=
0,4 0,26 2 0,4 + 0,26
= 0,0787879m -
α = Difusivitas panas = 22,5 x 10
-6
m
2
s -
v = Viskositas = 15,89 x 10
-6
m
2
s
- β =
1 T
f
=
2 T
s
+T
∞
=
2 298,561+301,072
=
0,00334 K
-
1
- k = Konduktivitas termal fluida
= 26,3 x 10
-3
WmK
Pertama – tama dihitung terlebih dahulu bilangan Rayleigh dengan
persamaan: R
aL
= �
∞
−
3
∝ =
9,81 0,00334 301,072−298,561 0,0787879
3
22,5 10
−6
15,89 10
−6
= 112391,12
Bilangan Rayleigh yang didapat dibawah 10
9
, maka aliran fluida merupakan aliran laminar. Tahap selanjutnya adalah menghitung bilangan Nusselt
untuk aliran laminar dengan persamaan:
uL
N
= 0,54 x R
aL 14
= 0,54 x 112391,12
14
= 9,8873
Kemudian dihitung koefisien konveksi h
L
dengan rumus: h
L
= =
26,3 10
−3
0,0787879
x 9,8873 = 3,3004 Wm
2
K
Setelah koefisien konveksi alamiah telah diketahui, beban pendingin pada dinding berlapis berdasarkan material styrofoam dapat dihitung dengan
diketahuinya data temperatur yang diambil pada tanggal 19 Januari 2015 jam 09.00.
Diketahui: -
T
∞,1
= Temperatur fluida = 28,072 °C = 301,072 K
- T
s,2
= Temperatur dalam atas = 23,885 °C = 296,885 K
- h
1
= h
L
= Koefisein konveksi fluida = 3,3004 Wm
2
K -
k
1
= Konduktivitas termal styrofoam = 0,033 WmK -
L
1
= Tebal dinding atas = 0,024 m
- A
= Luas penampang = 0,4 x 0,26 = 0,104 m
2
Beban pendingin konveksi dan konduksi pada dinding atas dapat dihitung dengan persamaan:
Q
kond konv,atas
=
∞,1
−
,2 1
1
+
1 1
=
301,072 −296,885
1 3,3004 0,104
+
0,024 0,033 0,104
= 0,423 W
Selanjutnya dihitung beban pendingin konveksi alamiah dan konduksi menggunakan prinsip dinding berlapis pada dinding depan.
Untuk menghitung nilai beban pendingin akibat konveksi alamiah dan konduksi diperlukan beberapa data, dimana data temperatur diambil pada tanggal
19 Januari 2015 jam 09.00.