a Plat vertikal Untuk
9 5
10 Pr
10 ≤ Gr
berlaku
25 ,
Pr 59
, Gr
Nu =
, maka dengan syarat yang sama berlaku :
25 ,
59 ,
GrSc Sh
=
2.46 Untuk
13 9
10 Pr
10 ≤ Gr
berlaku,
3 1
Pr 1
, 0 Gr
Nu =
,
maka dengan syarat yang sama berlaku :
3 1
1 ,
0 GrSc Sh
=
2.47 b Permukassn panas pada bagian atas pada bidang horizontal
Untuk
7 4
10 Pr
10 ≤ Gr
berlaku
25 ,
Pr 54
, Gr
Nu =
, maka dengan syarat yang sama berlaku :
25 ,
54 ,
GrSc Sh
=
2.48 Untuk
11 7
10 Pr
10 ≤ Gr
berlaku,
3 1
Pr 15
, Gr
Nu =
,
maka dengan syarat yang sama berlaku :
3 1
15 ,
GrSc Sh
=
2.49
3. Analogi Reynold
1 Pr
≈ ≈ Sc
Sebagai catatan, pada kasus perpindahan panas konveksi, penyelesaian persamaan pembentuk aliran dan persamaan energi menghasilkan dua parameter
yang saling terpisah.
[3]
Parameter pertama adalah faktor gesekan f yang befungsi menghitung gaya gesekdrag pada permukaan yang mengalami konveksi. Parameter yang
kedua adalah koefisien perpindahan panas konveksi h untuk menghitung laju perpindahan panas. Selalu ada usaha untuk mnggabungkan kedua parameter ini,
tujuannya adalah jika f sudah didapat maka dapat dikonversikan menjadi h. Pada bagian ini, parameter berikutnya yang akan digabungkan adalah h
m
.
[3]
Usaha menggabungkan ketiga parameter ini untuk fluida khusus 1
Pr ≈
≈ Sc disebut analogi Reynolds. Fluida khusus ini berlaku untuk fluida
seperti udara dimana bilangan Pr = 0,7 atau bisa dianggap dekat dengan 1. Dengan syarat khusus ini, maka akan berlaku :
D v
= =
α dan Pr = Sc = Le = 1
2.50
Universitas Sumatera Utara
Arti fisik dari persamaan 2.50 adalah lapisan batas hidrodinamik, lapisan batas termal, dan lapisan batas massa akan berimpit. Persamaan yang berlaku adalah :
Sh Nu
f =
= Re
2
atau
D L
h k
hL v
UL f
m
= =
2
2.51 Atau dapat juga dituliskan dengan persamaan berikut :
Sc Sh
Nu f
Re Pr
Re 2
= =
atau
m
St St
f =
= 2
2.52
4. Analogi Chilton Colburn
1 Pr
≠ ≠ Sc
Bagi fluida yang mempunyai sifat 1
Pr ≠
≠ Sc , Chilton dan Colburm
1943 mengajukan persamaan berikut
[3]
:
3 2
3 2
Pr 2
Sc St
St f
m
= =
2.53 Dengan menggunakan analogi ini, maka koefisien perpindahan massa dan
perpindahan panas dapat dihubungkan menjadi persamaan berikut :
3 2
Pr
=
Sc St
St
m
2.54 Atau jika dikembangkan lagi, maka persamaan 2.52 menjadi sebagai berikut :
3 2
3 2
3 2
. .
. .
Pr .
Le cp
D cp
Sc c
h h
m
ρ α
ρ ρ
=
=
= 2.55
Dimana :
ρ
= Massa jenis fluida kerjanya kgm
3
cp
= Kapasitas panas Jkg.K Le
= Bilangan Lewis Persamaan 2.55 sering digunakan untuk menghitung perpindahan massa dengan
mengambil parameter dari perpindahan panas.
Laju penguapan dapat dihitung dengan menggunakan konveksi massa dari permukaan ke udara yang dirumuskan sebagai berikut
[3]
:
∞
− =
, ,
v s
v m
evap
A h
m
ρ ρ
2.56 Dimana :
evap
m = Laju penguapan kgdet
Universitas Sumatera Utara
A
= Luas permukaan terjadi penguapan m
2
s v,
ρ = Massa jenis permukaan benda kgm
3
∞ ,
v
ρ = Massa jenis fluida yang mengalir kgm
3
Sedangkan setiap proses penguapan air pasti menyerap sejumlah panas, dapat dihitung dengan persamaan sebgai berikut
[3]
:
fg evap
l
h m
Q .
=
2.57 Dimana :
Q = Panas laten W
fg
h
= Panas laten penguapan air Jkg
2.7. Psikometrik
Psikometrik merupakan sub-bidang yang khusus mempelajari tentang sifat-sifat thermofisik campuran udara dan uap air. Dikarenakan pada penelitian
ini menggunakan udara sebagai medium perpindahan panas, maka sifat-sifat termodinamik pada udara harus diperhitungkan.
[1]
2.7.1. Rasio Humiditas Humidity Ratio
Karena udara adalah gabungan udara kering dan uap air yang terkandung pada udara, maka humidity ratio adalah perbandingan massa uap air m
w
dan massa udara m
a
, yang dirumuskan sebgai berikut
[1]
:
a w
m m
w =
2.58 Dimana :
w = Humidity Ratio kg uap airkg udara
w
m = Jumlah massa uap air kg uap air
a
m = Jumlah massa udara kg udara
Dengan menggunakan persamaan gas ideal dan hukum Dalton, yang merumuskan hubungan antara kandungan gas dengan tekanan parsial gas, maka
rasio humiditas dapat juga dinyatakan dengan persamaan berikut
[1]
:
Universitas Sumatera Utara
