13 4.
Material ketiga bagian adalah sama yaitu kuningan brass sehingga mestinya nilai k akan sama. Apa yang menyebabkan nilai k ketiga bagian tidak sama?
5. Nilai k material kuningan secara umum nilainya 121 Wm.
o
C. Bagaimana nilai k kuningan terhadap nilai k referensi ini ?
C. SUB-MODUL C Koefisien Perpindahan Kalor Keseluruhan
C.1 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian Sub-Modul A ini adalah : 1. Untuk menentukan distribusi suhu pada kasus perpindahan panas konduksi tunak
yang melalui pelat dinding datar dengan material yang berbeda komposit. 2. Untuk menentukan koefisien perpindahan kalor keseluruhan U dinding
komposit.
C.2 Skema Peralatan Uji
Gambar 9. Susunan Pengujian Konduksi Linear dengan Material Kurang Konduktif Baja Tahan Karat, Modul 1C
C.3 Dasar Teori
Pada skema peralatan uji terlihat bahwa ada bagian panas heating section, bagian tengah intermediate, dan bagian yang dingin cooling section. Material di bagian
14 tengah stainless steel berbeda dengan material bagian panas dan dingin brass. Ketiga
bagian diklem dengan erat sehingga kedua pasang permukaan yang diberi thermal paste
berada dalam kondisi kontak yang baik sehingga membentuk susunan dinding komposit.
Aliran kalor Q pada kondisi tunak yang melewati ketiga bagian adalah sama, sehingga hukum Fourier dapat diterapkan pada ketiga bagian sebagai berikut:
cold cold
cold int
int int
hot hot
hot
x T
. k
x T
. k
x T
. k
A Q
Beda suhu antara bagian ujung antara termokopel 1 dan 8 dapat ditulis sbb:
k x
k x
k x
. A
Q T
T T
T -
T
cold cold
int int
hot hot
cold int
hot 8
1
atau:
8 1
T -
T .
U A
Q
dengan:
R k
x k
x k
x U
1
cold cold
int int
hot hot
Keterangan:
U adalah koefisien perpindahan kalor keseluruhan dan 1U adalah tahanan termal gabungan R.
Gambar 10. Simbol Parameter Distribusi Suhu pada Material Kurang Konduktif Baja Tahan Karat
C.4 Prosedur Pengujian
Prosedur pengujian sebagai berikut :
15
1. Prosedur pengujian analog seperti pada Sub-Modul A B di atas, hanya di bagian tengah disisipkan spesimen tambahan berupa Stainless Steel Baja
Tahan Karat. 2. Set voltase heater ke posisi 9V, 12V, dan 17V dengan mengatur-atur heater
control.
C.5 Pengamatan Data
Data-data yang diambil pada pengujian sub-modul 1A ini dapat dilihat pada lampiran
Tabel 1C.
C.6 Perhitungan Analisis
Berdasarkan data pengamatan, hitung parameter sebagai berikut: a. Aliran kalor ke heater
I .
V Q
b.
Luas penampang perpindahan kalor
4 D
. A
2
c. Beda suhu bagian panas hingga bagian dingin
8 1
18
T -
T T
d. Tahanan termal dinding komposit ke-3 spesimen
cold cold
int int
hot hot
k x
k x
k x
U 1
R
Untuk material kuningan brass gunakan nilai k hasil pengujian yang didapatkan pada modul sebelumnya. Untuk material stainless steel gunakan nilai k = 25
Wm.
o
C. e.
Hitung nilai U = 1R f.
Koefisien perpindahan kalor keseluruhan hasil eksperimen U
exp
8 1
exp
T -
T .
A Q
U
masukkan semua perhitungan ke Tabel Perhitungan pada lampiran Tabel 1C.
g. Plot grafik distribusi suhu grafik T
– x sepanjang dinding komposit.
16 Gambar 11. Distribusi Suhu pada Material Kurang Konduktif Baja Tahan Karat
C.7 Problem
1. Bandingkan nilai U antara cara perhitungan nomor d dan e di atas.
Mengapa nilai U dapat berbeda ? 2.
Mengapa pada grafik distribusi suhu, pada material stainless steel lebih curam daripada gradien suhu pada material brass pada bagian panas
dingin ? Apa artinya ? 3.
Bagaimana pengaruh variasi fluks kalor dengan variasi daya heater terhadap gradien suhu ?
D. SUB-MODUL D Konduktivitas Termal
