Tahap berikutnya adalah menghitung bilangan Nusselt Nu
L
dengan rumus
[5]
: Nu
L
= 0,664 x Re
L 12
x Pr
13
...................................................2-14 Dimana:
Nu
L
= Bilangan Nusselt Re
L
= Bilangan Reynold Pr = Bilangan Prandtl
Tahap berikutnya adalah menghitung koefisien konveksi h
L
dengan rumus
[5]
: h
L
=
…………………………………..……..2-15 Dimana:
h
L
= Koefisien konveksi Wm
2
K k = Konduktivitas Termal Fluida WmK
L = Panjang Lapisan Konveksi m Nu
L
= Bilangan Nusselt Laju perpindahan konveksi Q dapat dihitung dengan rumus
[5]
: Q
konv
= h
L
x A x ....................................................2-16
Dimana: Q
konv
= Laju perpindahan konveksi W A = Luas penampang m
2
T
s
= Suhu permukaan K = Suhu fluida K
Di dalam mesin pendingin ruangan, perhitungan nilai koefisien konveksi h dihitung berdasarkan rumus konveksi paksa.
2.6.6 Konduksi
Ilustrasi perpindahan panas secara konduksi dapat dijelaskan dengan peristiwa berikut. Letakkan sebuah sendok logam dengan ujung yang satu berada
diatas nyala lilin. Kemudian sentuhlah ujung sendok yang satunya lagi. Ujung sendok tersebut terasa panas walaupun ujung sendok tersebut tidak bersentuhan
langsung dengan sumber kalor nyala api lilin. Pada proses perpindahan kalor dari bagian sendok yang panas ke ujung sendok yang dingin tidak terjadi
Universitas Sumatera Utara
perpindahan partikel – partikel dalam sendok. Proses perpindahan kalor tanpa
disertai perpindahan partikel dinamakan konduksi.
Perpindahan kalor secara konduksi dapat terjadi dalam dua proses berikut yaitu:
1. Pemanasan pada satu ujung zat menyebabkan partikel – partikel pada
ujung itu bergetar lebih cepat dan suhunya naik, atau energi kinetiknya bertambah. Partikel
– partikel dengan energi kinetik lebih besar ini memberikan sebagian energi kinetiknya kepada partikel
– partikel tetangganya melalui tumbukan, sehingga partikel
– partikel ini memiliki energi kinetik lebih besar. Selanjutnya, partikel
– partikel ini memberikan sebagian energi kinetiknya ke partikel
– partikel tetangga berikutnya, demikian seterusnya sampai kalor mencapai ujung yang tidak dingin tidak
dipanasi. Proses perpindahan kalor diperlukan beda suhu yang tinggi diantara kedua ujung.
2. Dalam logam, kalor dipindahkan melalui elektron – elektron bebas yang
terdapat dalam struktur atom logam. Elektron bebas ialah elektron yang dengan mudah dapat berpindah dari satu atom ke atom yang lain. Di
tempat yang dipanaskan, energi elektron – elektron bertambah besar. Oleh
karena elektron bebas mudah berpindah, pertambahan energi ini dengan cepat dapat diberikan ke elektron
– elektron lain yang letaknya lebih jauh melalui tumbukan. Dengan cara ini, kalor berpindah lebih cepat. Oleh
karena itu, logam tergolong konduktor yang sangat baik.
Berdasarkan kemampuan menghantarkan kalor, zat dibagi atas dua golongan besar yaitu konduktor dan isolator. Konduktor ialah zat yang mudah
menghantarkan kalor. Isolator ialah zat yang sukar menghantarkan kalor.
Universitas Sumatera Utara
Faktor – faktor yang mempengaruhi laju konduksi kalor melalui sebuah
dinding bergantung pada empat besaran yaitu: 1.
Beda suhu diantara permukaan ΔT = T
1
– T
2
; makin besar beda suhu, makin cepat perpindahan kalor.
2. Ketebalan dinding d; makin tebal dinding, makin lambat perpindahan
kalor. 3.
Luas permukaan A; makin besar luas permukaan, makin cepat perpindahan kalor.
4. Konduktivitas termal zat k merupakan ukuran kemampuan zat
menghantarkan kalor; makin bersar nilai k, makin cepat perpindahan kalor.
Kemampuan insulasi suatu bahan diukur dengan konduktivitas termal k. Konduktivitas termal yang rendah setara dengan kemampuan insulasi resistansi
termal atau nilai R yang tinggi. Dalam teknik termal, sifat – sifat lain suatu bahan
insulator atau isolator adalah densitas ρ dan kapasitas panas spesifik c. Bahan dengan konduktivitas termal k rendah menurunkan laju aliran panas. Berikut
konduktivitas termal bahan ditunjukkan pada tabel 2.6. Tabel 2.6 Konduktivitas Termal Bahan
[2]
No Bahan
Konduktivitas Thermal k Wm
o
C 1
Styrofoam 0,033
2 Stainless Steel
15 3
Aluminium 200
4 Kayu
0,08 – 0,16
5 Tembaga
386
Untuk menghitung beban karena konduksi dapat dihitung dengan rumus
[6]
: Q
kond
= A k t ……………………………………….. 2-17
Dimana: Q
kond
= kalor konduksi Wm
2
.K A = luas penampang m
2
k = konduktivitas termal W t = perbedaan suhu luar dan dalam K
Universitas Sumatera Utara
2.6.7 Radiasi
