8 sistem NFT yang nutrisinya hanya selapis menyebabkan ketersediaan nutrisi
dan oksigen pada akar selalu berlimpah Untung, 2001 dalam Budhi 2004. Menurut Cooper 1982, temperatur daerah perakaran tanaman pada sistem
NFT dapat dikontrol karena temperatur air yang bersirkulasi dapat dikontrol.
2.6 PRINSIP-PRINSIP PINDAH PANAS
Panas dapat didefinisikan sebagai suatu bentuk energi yang dapat dipindahkan dari satu sistem ke sistem yang lain sebagai akibat dari perbedaan
suhu. Suatu analisis yang berkaitan dengan penentuan nilai perpindahan energi tersebut dinamakan perpindahan panas. Energi berupa panas selalu berpindah
dari medium bersuhu tinggi ke medium bersuhu rendah dan proses tersebut akan berhenti ketika kedua medium mencapai suhu yang sama.
Secara umum, perpindahan panas dapat terjadi melalui tiga cara yang berbeda, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.
1. Konduksi
Konduksi adalah suatu proses dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu rendah di dalam satu medium
padat, cair, atau gas atau antara medium-medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsung.
Laju aliran panas secara konduksi q
k
dalam suatu bahan dapat dinyatakan dalam persamaan :
1
Dimana: k = Konduktivitas termal bahan WmK A = Luas penampang area m
2
∂T∂x = Gradien suhu pada penampang A Km
2. Konveksi
Konveksi adalah suatu bentuk perpindahan energi antara permukaan yang solid dengan cairan atau gas yang bergerak serta
bersinggungan secara langsung, dan merupakan efek gabungan dari
x T
kA q
∂ ∂
− =
x T
kA q
k
∂ ∂
− =
9 konduksi dan gerakan fluida. Semakin cepat gerakan fluida, makin besar
pindah panas konveksi yang terjadi. Apabila pergerakan fluida terjadi sebagai akibat dari perbedaan kerapatan yang disebabkan oleh perbedaan
temperatur maka disebut konveksi bebas. Apabila pergerakan fluida disebabkan karena adanya gaya gerak dari luar pompa atau kipas maka
disebut konveksi paksa. Laju aliran panas secara konveksi q
c
dapat dihitung melalui persamaan :
2 dimana : h
c
= Koefisien konveksi Wm
2
K ΔT = Beda antara suhu permukaan dan suhu fluida
Koefisien pindah panas h
c
dipengaruhi oleh laju aliran fluida, massa jenis, dan kekentalan fluida karena mempengaruhi profil kecepatan
yang terjadi, dan konduktivitas panas fluida yang bersangkutan karena perpindahan panas pada permukaan dinding adalah proses konduksi. Nilai
hc dapat dihitung dengan persamaan,
3
Dimana : Nu bilangan Nusselt = 4
Re bilangan Reynolds = 5
Pr bilangan Prandtl = 6
c, n, dan m = tetapan
3. Radiasi
Radiasi merupakan perpindahan panas melalui gelombang elektromagnetik, sehingga media perpindahan tersebut tidak mengalami
pemanasan. Transfer energi pada radiasi tidak memerlukan medium perantara. Pada radiasi, panas mengalir dari benda bersuhu tinggi ke benda
bersuhu rendah bila benda-benda itu terpisah di dalam ruang, bahkan bila terdapat ruang hampa diantara benda-benda tersebut.
m n
c Nu
Pr Re
=
k D
h
c
μ ν
ρD
k C
p
μ T
A h
q
c c
Δ =
10 Laju aliran panas dengan cara radisi q
r
pada suatu permukaan dengan terdapat lapisan gas udara dapat dinyatakan dalam persamaan :
7
dimana : σ = Konstanta Stefan – Boltzmann 5.67 x 10
-8
Wm
2
.K
4
ε = Emisivitas permukaan, nilai 0 ≤ ε ≤ 1 A
s
= Luas permukaan benda m
2
T
s
= Temperatur permukaan benda T
sur
= Temperatur permukaan udara Untuk konveksi mantap, persamaan 1 dan 3 tersebut dapat
digabungkan sepanjang aliran panas yang konstan untuk mendapatkan persamaan sebagai berikut :
8
dimana : U = koefisien overall konduksi termal Wm
2
K Koefisien pindah panas menyeluruh U menyatakan jumlah panas yang
dapat dipindahkan dari salah satu zat alir ke zat alir lainnya jika terjadi perbedaan suhu melalui luasan sekat dan nilainya berbanding terbalik
dengan tahanan termal R, yaitu U = 1R. Nilai U sudah mencakup sifat pemindahan panas bahan sekat konduksi dan sifat aliran pada kedua zat
alir konveksi. Tahanan termal R berbanding lurus dengan rata-rata panjang aliran panas dan berbanding terbalik terhadap konduktivitas k.
2.7 ARTIFICIAL NEURAL NETWORK ANN
