Revisi Laporan Pendahuluan Heat Conduction[1]

BAB I PENDAHULUAN 1.1.

Latar Belakang

Perpindahan kalor dari suatu zat ke zat lain seringkali terjadi dalam industri proses. Pada kebanyakan pengerjaan, diperlukan pemasukan atau  pengeluaran kalor untuk mencapai dan mempertahankan keadaan yang dibutuhkan sewaktu proses sedang berlangsung. .Kondisi pertama yaitu mencapai keadaan yang dibutuhkan

untuk

pengerjaan,

terjadi

umpamanya

bila

pengerjaan

harus

 berlangsung pada suhu tertentu dan suhu ini harus dicapai dengan jalan pemasukan p emasukan atau pengeluaran kalor...Kondisi kedua yaitu mempertahankan keadaan yang dibutuhkan untuk operasi proses, terdapat pada pengerjaan eksoterm dan endoterm. Bila dalam suatu sistem terdapat gradien suhu, atau bila dua sistem yang suhunya berbeda disinggungkan, maka akan terjadi perpindahan energi. Proses ini disebut sebagai perpindahan panas atau heat transfer . Di dalam industri proses kimia, masalah perpindahan energi atau panas adalah hal yang sangat banyak dilakukan. Sebagaimana diketahui bahwa perpindahan panas dapat terjadi melalui tiga cara dengan mekanisme perpindahan panas itu sendiri berlainan adanya. Adapun perpindahan panas tersebut dapat dilakukan secara molekuler yang disebut dengan konduksi, secara aliran yang disebut dengan perpindahan konveksi, dan secara gelombang elektromagnetik yang disebut dengan radiasi. ….. Joseph Fourier adalah salah seorang yang mempelajari tentang proses  perpindahan panas secara konduksi. Pada tahun 1822, Joseph Fourier telah merumuskan hukumnya yang berkenaan dengan konduksi. ..Tinjauan terhadap  peristiwa konduksi dapat..dilakukan dengan berbagai macam cara yang pada  prinsipnya berdasarkan dari hukum Fourier,.mulai dari subjek yang sederhana yaitu hanya sebatang.. sebatang..logam logam (composite (composite bar ). ). Banyak faktor yang mempengaruhi  peristiwa konduksi diantaranya, pengaruh luas penampang yang berbeda, pengaruh geometri, pengaruh permukaan kontak, dan pengaruh adanya insulasi. ….. Secara khusus,.. perpindahan  perpindahan panas merupakan salah satu bagian dari disiplin ilmu teknik kimia. Ilmu perpindahan panas diperlukan untuk menganalisa

 proses perpindahan panas dari suatu benda lain atau dari suatu bagian benda ke  bagian benda lainnya. Walaupun didalam termodinamika perpindahan perpindahan energi dalam  bentuk panas telah dipelajari, dipelajari , tetapi ilmu il mu termodinamika tidak mampu memberikan suatu keterangan tentang cara berlangsungnya proses tersebut, lama waktu  perpindahan panas dan perubahan-perubahan temperatur yang terjadi didalam sistem. Maka dari itu, sebagai mahasiswa diperlukan pengetahuan mengenai tentang ilmu perpindahan panas khususnya perpindahan panas konduksi. 1.2.

Rumusan Masalah

1)

Bagaimanakah prinsip dan cara kerja heat conduction apparatus? apparatus ?

2)

Bagaimanakah menghitung konduktivitas termal suatu material?

3)

Bagaimanakah proses perpindahan panas (heat ( heat transfer )? )?

4)

Bagaimanakah penerapan hukum Fourier pada kondisi linier atau radial  pada material logam?... logam?...

5) 1.3.

Bagaimanakah aplikasi dari heat conduction apparatus? apparatus ?.... Tujuan

1)

Mengetahui prinsip dan cara kerja heat conduction apparatus. apparatus .….

2)

Mengetahui cara menghitung konduktivitas termal suatu material. …..

3)

Mengetahui proses perpindahan panas (heat (heat transfer ). ).….

4)

Mengetahui penerapan hukum Fourier pada kondisi linier atau radial  pada .material logam.…..

5) 1.4.

Mengetahui aplikasi dari heat conduction apparatus. apparatus .… Manfaat

1)

Dapat memahami prinsip kerja alat heat conduction apparatus. apparatus .……

2)

Dapat mengetahui hasil perhitungan konduktivitas termal suatu material.

3)

Dapat mengetahui faktor-faktor yang dapat mempengaruhi perpindahan  panas suatu bahan.….

4)

Dapat memahami penerapan hukum Fourier pada sistem kondisi linier dan radial.….

5)

Dapat mengetahui dan membuktikan berbagai macam aplikasi dari heat conduction apparatus di apparatus  di industri.……

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1.

Dasar Mekanisme Perpindahan Panas

Panas adalah energi yang bergerak dari tempat tertinggi ke tempat terendah

temperaturnya,

dalam

sebuah

jalan

wilayah

tersebut

mencapai

kesetimbangan panas. Perbedaan temperatur ini merupakan driving force untuk  perpindahan energi termal, atau juga dikenal dengan perpindahan panas. Ini merupakan Hukum Termodinamika kedua (Mukhraiya, 2016). Di dalam industri proses kimia, masalah perpindahan energi atau panas adalah hal yang sangat banyak dilakukan. Sebagaimana diketahui bahwa  perpindahan panas dapat terjadi melalui tiga cara, dimana mekanisme perpindahan  panas itu sendiri berlainan adanya. Perpindahan panas merupakan ilmu yang mempelajari tentang laju perpindahan panas diantara material atau benda dikarenakan adanya perbedaan suhu (panas dan dingin). Dimana panas akan mengalir dari tempat yang bertemperatur lebih tinggi ke tempat yang bertemperatur lebih rendah. Hal ini terjadi dikarenakan perbedaan temperatur driving force  dan aliran panas dari daerah temperatur tinggi ke panas yang rendah. Kegunaan dari ilmu transfer panas atau perpindahan panas ini antara lain: 1)

Untuk merencanakan alat-alat penukar panas (heat exchanger ).

2)

Untuk menghitung kebutuhan media pemanas atau pendingin pada suatu

…….reboiler ataupun kondensor dalam kolom destilasi. 3)

Untuk menghitung furnace/dapur dengan menggunakan prinsip radiasi.

4)

Untuk perancangan ketel uap/boiler.

5)

Untuk perancangan alat-alat penguap (evaporator).

6)

Untuk perancangan reaktor kimia. .Secara umum ada tiga cara perpindahan panas yang berbeda yaitu,

konduksi (conduction yang dikenal dengan istilah hantaran), radiasi (radiation) dan konveksi (convection yang dikenal dengan istilah ilian). Jika kita berbicara secara tepat,..maka hanya konduksi dan radiasi dapat digolongkan sebagai proses  perpindahan panas, karena hanya kedua mekanisme ini yang tergantung pada  perbedaan suhu. Sedangkan konveksi, tidak secara tepat memenuhi definisi

 perpindahan panas, karena untuk penyelenggaraannya bergantung pada transport massa mekanik pula. Tetapi karena konveksi juga menghasilkan perpindahan energi dari daerah yang bersuhu lebih tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah, maka istilah perpindahan panas dengan cara konveksi telah diterima se cara umum. 2.1.1.

Konduksi Konduksi adalah proses dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu

tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam satu medium (padat, cair atau gas) atau antara medium-medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsung tanpa adanya perpindahan molekul yang cukup besar menurut teori kinetik. Suhu elemen suatu zat sebanding dengan energi kinetik rata – rata molekul –  molekul yang membentuk elemen itu. Energi yang dimiliki oleh suatu elemen zat yang disebabkan oleh kecepatan dan posisi relatif molekul-molekulnya disebut dengan energi dalam. Dalam konduksi, energi juga dapat berpindah karena elektron  bebas. Perpindahan energi tersebut dapat berlangsung dengan tumbukan elastik (elastic impact ), misalnya dalam fluida atau dengan pembauran (difusi/ diffusion) elektron – elektron yang bergerak secara cepat dari daerah yang bertemperatur tinggi ke daerah yang bertemperatur lebih rendah (misalnya logam). .Konduksi merupakan satu –   satunya mekanisme perpindahan panas dimana panas atau kalor dapat mengalir dalam zat padat yang tidak tembus cahaya. Contoh dari perpindahan panas secara konduksi yaitu perpindahan panas melalui dinding heat exchanger   atau sebuah refrigerator , perlakuan panas pada  steel  forgings, pendinginan tanah sepanjang musim dingin dan lain-lai n. 2.1.2.

.Konveksi

.Konveksi adalah proses transport energi dengan kerja gabungan dari konduksi panas, penyimpanan energi dan gerakan mencampur. ..Konveksi sangat  penting sebagai mekanisme perpindahan energi antara permukaan benda padat, cairan atau gas...Perpindahan panas secara konveksi diklasifikasikan dalam konveksi bebas atau alamiah (natural convection) dan konveksi paksa ( forced convection) menurut cara menggerakkan alirannya. ..Bila gerakan mencampur  berlangsung semata-mata sebagai akibat dari perbedaan kerapatan yang disebabkan oleh gradien suhu, ..maka disebut dengan konveksi bebas atau alamiah ( natural

convection). Bila gerakan mencampur disebabkan oleh suatu alat dari luar seperti  pompa atau kipas, maka prosesnya disebut dengan konveksi paksa ( forced convection). Keefektifan perpindahan panas dengan cara konveksi tergantung kepada sebagian besarnya pada gerakan pencampuran fluida. Contoh konveksi alamiah (natural convection) ialah aliran udara melintasi radiator panas. Dan untuk contoh konveksi paksa ialah aliran kalor melalui pipa  panas. Kedua macam gaya ini pula bekerja secara bersama-sama didalam fluida yang sama, sehingga konveksi alamiah dan konveksi paksa berlangsung secara  bersama-sama. Akibatnya studi perpindahan panas konveksi didasarkan pada  pengetahuan tentang ciri – ciri aliran fluida. Contoh konveksi adalah perpindahan entalpi oleh pusaran-pusaran aliran turbulen dan oleh arus udara panas yang mengalir melintasi dan menjauhi radiator (pemanas) biasa. Gradien temperatur  pada proses konveksi paksa ditunjukkan pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Gradien temperatur pada proses konveksi paksa

(Sumber : McCabe, 1993)

2.1.3.

Radiasi Radiasi adalah istilah yang digunakan untuk perpindahan energi melalui

ruang oleh gelombang-gelombang elektromagnetik. ..Jika radiasi berlangsung melalui ruang kosong, ia tidak ditransformasikan menjadi kalor atau bentuk-bentuk lain dari energi, dan ia tidak akan pula terbelok dari lintasannya. .Tetapi sebaliknya  bila terdapat zat pada lintasannya,..radiasi itu akan mengalami transmisi (diteruskan), refleksi (dipantulkan) dan absorpsi (diserap). Semua benda memancarkan panas radiasi secara terus menerus. Intensitas pancaran tergantung

 pada suhu dan sifat permukaan. Energi radiasi bergerak dengan kecepatan cahaya yaitu 3x108 m/s dan gejala – gejalanya menyerupai radiasi cahaya. . Menurut teori elektromagnetik, radiasi cahaya dan radiasi termal hanya  berbeda dalam panjang gelombangnya masing-masing. Hanya energi yang diserap itu saja yang muncul sebagai kalor dan transformasi itu bersifat kuantitatif. Sebagai contoh, kuarsa lebur akan meneruskan hampir semua radiasi yang menimpanya seperti antara lain, permukaan buram, mengkilap atau cermin memantulkan sebagian besar radiasi yang jatuh kepadanya,.sedangkan permukaan hitam atau yang tidak mengkilap akan menyerap kebanyakan radiasi yang diterimanya, dan mengubah energi yang diserapnya itu secara kuantitatif menjadi kalor. 2.2.

Perpindahan Panas Konduksi

Ketika salah satu bagian benda yang mempunyai suhu tinggi bersentuhan dengan. benda yang mempunyai suhu rendah, kalor atau panas berpindah dari benda yang mempunyai suhu tinggi menuju bagian benda yang bersuhu rendah. Adanya tambahan energi menyebabkan atom dan molekul-molekul penyusun benda  bergerak semakin cepat. Ketika bergerak, molekul-molekul tersebut memiliki energi kinetik. Molekul-molekul yang bergerak lebih cepat (energi kinetiknya lebih  besar) maka akan.menumbuk molekul yang berada di sebelahnya. Molekulmolekul yang saling bertumbuk tadi menumbuk lagi molekul lain yang berada di sebelahnya..Demikian seterusnya,.. jadi molekul-molekul saling bertumbukan, sambil memindahkan energi. Perpindahan kalor yang terjadi melalui tumbukan antara molekul penyusun benda dinamakan perpindahan kalor seca ra konduksi. . 2.3.

Koefisien Perpindahan Panas

Perpindahan panas antara dua fluida yang dipisahkan oleh pelat terjadi secara konduksi dan konveksi. .Jika konduksi dan konveksi secara berurutan, maka tahanan panas yang terlibat (konduksi dan konveksi) dapat dijumlahkan untuk memperoleh koefisien. perpindahan panas secara keseluruhan (U)...Koefisien  perpindahan panas digunakan dalam perhitungan perpindahan panas konveksi atau  perubahan fase antara cair dan padat Koefisien perpindahan panas banyak dimanfaatkan dalam ilmu termodinamika dan mekanika serta teknik kimia.

Terdapat beberapa metode untuk mengkalkulasikan koefisien perpindahan panas dalam berbagai jenis kondisi perpindahan panas yang berbeda, fluida yang  berlainan, dan jenis aliran. Perhitungan koefisien perpindahan panas dapat diperkirakan dengan hanya membagi konduktivitas termal dari fluida. Secara matematis koefisien perpindahan panas dapat dirumuskan: 1 Uh

=

1 hh

Xw

+

 

k 

dAw

1

+

  dAC

hc

dAh

dAH

(2.1)

Dan 1 Uc

=

1 hc

Xw

+

 

k 

dAw

1

+ hc

dAc

  dAh

(2.2)

dAC

Keterangan: Uh

= Tahanan panas keseluruhan atas dasar fluida panas

Uc

= Tahanan panas keseluruhan atas dasar fluida dingin

hh

= .Koefisien perpindahan panas di fluida panas

hc .

= .Koefisien perpindahan panas di fluida dingin

Xw

= .Tebal pelat

k

= ..Konduktivitas pelat

Perpindahan panas menjadi: dQ dA

 = U ( T h –  Tc ) (2.3) dQ

hh =

dA T h  T w h ,

(2.4)

dQ hc =

dA T w c  T c ,

(2.5)

Keterangan: dQ/dA = Fluks panas per unit perpindahan panas di mana perbedaan temperatur (Th -Tc) U

= Koefisien perpindahan panas keseluruhan

Tw

= Temperatur dinding pelat

Bilangan Reynolds merupakan bilangan yang tak berdimensi yang paling  penting dalam mekanika fluida dan didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya inersia terhadap gaya viscous dalam sistem aliran fluida. Bilangan Reynolds digunakan untuk mengidentifikasi jenis aliran yang berbeda misalnya, laminar, turbulen, atau transisi. Secara matematis dapat dirumuskan:

 NRE =

  . D.v  

(2.6)

Keterangan: ρ

= Densitas fluida (kg/m3 )

v

= Laju alir fluida (m/s2 )

µ

= Viskositas fluida (m.s2 /kg)

D

=..Diameter (m)

2.4.

Neraca Massa dan Energi pada Sistem Alat Perpindahan Panas

….

Karakteristik alat perpindahan panas ditentukan oleh beberapa faktor, antara lain:... 1)

Jenis fluida yang akan dipertukarkan panasnya……

2)

Laju alir fluida……

3)

Tipe aliran yang dipakai (co-current  atau counter-current )……..

4)

Letak fluida panas dan dingin, di dalam atau di luar alat penukar panas .. tersebut……… Dalam neraca entalpi.. pendingin dan pemanas didasarkan pada asumsi

 bahwa dalam penukar kalor tidak terjadi kerja poros, sedangkan energi mekanik, energi potensial, dan energi kinetik semuanya kecil dibandingkan dengan sukusuku lain dalam persamaan neraca energi. Maka, untuk satu arus dalam penukar kalor dirumuskan secara matematis dalam persamaan berikut:

Q= m ( H b - Ha ) (2.7) Keterangan: m

= Laju aliran massa dalam arus tersebut

Q

= Laju perpindahan kalor ke dalam arus

Ha & H b=. Entalpi per satuan massa arus pada waktu masuk dan pada waktu keluar

Penggunaan laju perpindahan kalor dapat lebih disederhanakan dengan mengasumsikan salah satu dari fluida yang dapat menyerap kalor dan melepaskan kalor ke udara sekitar jika fluida itu lebih dingin dari udara. Perpindahan kalor dari atau ke udara sekitar dibuat sekecil mungkin dengan isolasi yang baik sehingga kehilangan kalor  tersebut diabaikan terhadap perpindahan kalor yang melalui dinding tabung yang memisahkan udara panas dan udara dingin. . 2.5.

Hukum Fourier.

Hubungan..dasar ..yang menguasai aliran kalor melalui konduksi ialah  berupa kesebandingan yang ada antara ..laju aliran kalor melintas permukaan isotermal dan gradien suhu yang terdapat pada permukaan itu. Hubungan umum ini, yang berlaku pada setiap lokasi di dalam suatu benda, . pada setiap waktu disebut hukum Fourier. .Hukum Fourier menyatakan bahwa nilai k tak bergantung  pada gradien suhu tetapi tidak selalu demikian halnya dengan suhu itu sendiri. Hukum Fourier dapat dituliskan sebagai berikut: ….

Q= -kA

dT dx

Keterangan:.. Q

= Laju perpindahan kalor (W).

k

= Konduktivitas termal suatu material (W/m.K)

A

= Luas permukaan (m2

T

= Temperatur (K)

x

= Jarak (m)



(2.8)

Alasan pemberian tanda negatif pada rumus laju konduksi hukum Fourier adalah jika temperatur menurun menuju arah x positif atau bisa disebut juga dengan  jika suatu temperatur yang lebih tinggi menuju yang lebih rendah, maka arah gradien temperatur adalah positif dan laju perpindahan kalor lebih besar dari nol. Dengan adanya tanda negatif pada persamaan hukum Fourier akan menyebabkan nilai laju perpindahan dari suhu tinggi ke suhu rendah akan menjadi positif. 2.6.

Hukum Newton

Perubahan temperatur akibat pertukaran panas seperti pada kalorimeter menurut Newton pada tahun 1701, adalah berbanding lurus dengan waktu. Bila temperatur sistem lebih tinggi daripada temperatur sekitarnya, maka akan terjadi  pendinginan pada sistem atau penurunan temperatur dan demikian pun sebaliknya. Pendinginan atau pemanasan secara konveksi pada banyak kasus dapat dijelaskan oleh hukum Newton tentang pendinginan. Hukum Newton menyatakan bahwa kecepatan hilangnya panas pada suatu benda sebanding dengan perbedaan temperatur antara benda tersebut dengan lingkungan disekitarnya. Besarnya laju konveksi dinyatakan dalam hukum Newton yang ditentukan oleh persamaan: Q t

=h.A.∆T

(2.9)

Keterangan: Q

= Kalor konveksi (J/s)

h

= Koefisien konveksi (W/m2 K )

A

= Luas permukaan (m2

ΔT

= Perbedaan suhu (K)

t

= Waktu (s)……

2.7.

Hukum Stefan-Boltzmann



.

Dalam hukum Stefan-Boltzmann menyatakan bahwa energi yang dipancarkan oleh suatu permukaan hitam dalam bentuk radiasi kalor tiap satuan waktu yang sebanding dengan luas permukaan benda dan sebanding dengan  pangkat empat suhu mutlak permukaan...Perpindahan panas secara radiasi melibatkan hukum Stefan-Boltzmann yang menyatakan bahwa energi yang dipancarkan oleh benda hitam akan sebanding dengan temperatur benda itu

sendiri..Temperatur ini sangat menentukan bagaimana bentuk energi yang dipancarkan yang kaitannya berhubungan dengan panjang gelombang. .Semakin tinggi temperatur maka semakin banyak energi yang dipancarkan dalam panjang gelombang yang tampak berwarna merah, jingga, dan lain-lain. Laju radiasi dapat dinyatakan oleh persamaan hukum Stefan-Boltzmann berikut: Q t

=e.σ.A.T4

(2.10)

Keterangan: Q

= Laju radiasi (J/s)

e

= Emisivitas (0 < e < 1)

σ

= Tetapan Stefan-Boltzmann (5,67 x 10-8 Wm2 K -4 )

A

= Luas permukaan (m2

T

= Suhu mutlak (K)

t

= Waktu (s)

2.8.



Konduktivitas Termal

Membahas mengenai perpindahan panas secara konduksi maka kita tidak akan melewatkan hal mengenai konduktivitas termal (panas). Konduktivitas termal atau kehantaran termal adalah suatu nilai yang menyatakan kemampuan suatu  bahan untuk menghantarkan panas. Sifat ini merupakan salah satu dari sifat transport bahan. Satuan k adalah Btu/ft 2  jam (F/ft) yang dapat ditulis sebagai Btu/ft2  jam F atau W/mC. Nilai angka konduktivitas termal itu menunjukkan  berapa cepat kalor mengalir dalam bahan tertentu. Jadi, konduktivitas termal tergantung pada temperatur. Bahan yang dapat menghantarkan kalor disebut konduktor kalor, misalnya besi, baja, tembaga, seng, dan aluminium (jenis logam). Adapun penghantar kalor yang kurang baik atau  penghantar kalor yang buruk disebut isolator kalor, misalnya kayu, kaca, wol, kertas, dan plastik (jenis bukan logam). Konduktivitas termal zat suatu benda dengan benda lainnya berbeda-beda. . Umumnya konduktivitas termal benda padat lebih besar daripada gas. Setiap benda mempunyai konduktivitas termal (kemampuan mengalirkan panas) tertentu yang akan mempengaruhi panas yang dihantarkan dari sisi yang lebih  panas ke sisi yang lebih dingin..Semakin tinggi nilai konduktivitas termal suatu

 benda, maka semakin cepat ia mampu mengalirkan panas yang diterima dari satu sisi ke sisi yang lain. Benda yang memiliki nilai konduktivitas termal (k) yang  besar merupakan penghantar kalor yang baik (konduktor termal yang baik). Sebaliknya, benda yang memiliki nilai konduktivitas termal (k) yang kecil merupakan penghantar kalor yang buruk (konduktor termal yang buruk). .. Termal..konduktivitas..adalah proses untuk memindahkan ..energi dari  bagian yang panas ke bagian yang dingin dari substansi oleh interaksi molekular. Dalam fluida, pertukaran energi utamanya dengan tabrakan langsung. Pada solid, mekanisme utama adalah vibrasi..molekular. Konduktor listrik yang baik juga merupakan konduktor panas yang baik pula dan begitupun sebaliknya. . Contoh kasus sederhana yang kita alami dalam kehidupan sehari-hari mengapa ubin lebih sejuk daripada karpet. Hal ini dikarenakan ubin memiliki konduktivitas termal yang lebih besar daripada karpet. Karenanya ubin merupakan  penghantar kalor yang bagus, ..sedangkan karpet merupakan penghantar kalor yang  buruk. Ketika kita menginjak karpet, ..kalor mengalir dari kaki menuju karpet. Hal ini terjadi karena suhu tubuh kita lebih tinggi dari suhu karpet. Karpet..merupakan.. penghantar kalor yang buruk karenanya kalor yang mengalir ..dari kaki kita menumpuk di permukaan karpet sehingga karpet menjadi lebih hangat..Ketika kita menginjak ubin atau keramik, kalor mengalir dari kaki menuju..ubin atau keramik. Karena ubin merupakan penghantar kalor yang baik maka..kalor .tidak tertahan di.. permukaan ubin..Kalor mengalir dengan lancar sehingga kaki.kita terasa dingin..Jika rumahmu berada di daerah dingin, sebaiknya alasi lantai kamarmu dengan karpet agar tubuhmu tidak kehilangan kalor. ... 2.8.1.

Konduktivitas Termal Zat Padat… Konduktivitas

termal

logam

dalam

fase

padat

yang

diketahui

komposisinya bergantung terutama pada suhu saja. Konduktivitas termal logam dalam jangkauan suhu yang cukup luas biasanya dinyatakan dengan rumus: … 2

K = ko (1 + bθ + cθ )

(2.11) Keterangan: ϴ

= Temperatur rujukan

Ko

= Konduktivitas pada temperatur rujukan

Kisaran suhu ini, pada berbagai penerapan teknik, biasanya cukup kecil,  biasanya hanya beberapa ratus derajat, sehingga: (2.12)

K = Ko ( 1 + h0 )

Konduktivitas termal bahan yang homogen biasanya sangat bergantung pada aparent bulk density, yaitu massa bahan dibagi dengan volume total. 2.8.2.

Konduktivitas Termal Zat cair Dalam hal ini nilai konduktivitas termal (k) bergantung pada suhu, tetapi

tidak peka terhadap tekanan. Konduktivitas termal kebanyakan zat cair berkurang  bila suhu semakin tinggi, kecuali air dimana nilai k bertambah sampai 300oF dan  berkurang pada suhu yang lebih tinggi. Air mempunyai nilai konduktivitas termal  paling tinggi diantara semua zat cair lainnya, kecuali logam cair. 2.8.3.

Konduktivitas Termal gas Pada suhu yang semakin ..tinggi dan pada tekanan disekitar tekanan

atmosfer, maka nilai konduktivitas termal gas akan semakin bertambah. Hampir tidak dipengaruhi oleh tekanan jika berada pada tekanan yang lebih tinggi yaitu  pada saat tekanan mendekati tekanan kritis atau lebih tinggi lagi..Adapun gas yang terpenting pada konduktivitas termal ini ialah udara dan uap air. .. 2.9.

Peristiwa Konduksi Untuk Sistem Radial

…

Sebuah dinding satu lapis, berbentuk silinder, terbuat dari bahan homogen dengan nilai konduktivitas .termal nya tetap dan suhu permukaan dalam dan suhu  permukaan luarnya seragam..Pada jari-jari tertentu luas yang tegak lurus terhadap aliran kalor konduksi radial adalah

2πrL,.dimana

L..adalah panjang silinder.

Contoh.yang umum untuk sistem ini adalah silinder, .yang memiliki.. permukaan luar dan permukaan dalam yang diekspos pada fluida yang memilki perbedaan

temperatur. Untuk kondisi  steady state dimana tidak ada panas yang dibangkitkan maka bentuk persamaan perpindahan panas nya adalah sebagai berikut: 1 r 



  dT    = 0   k r   dr    dr   d 

(2.13)

Keterangan: r

= Jari-jari (m)

T

= Temperatur (K)

K

= Konduktivitas termal suatu material (W/m.K)

Laju energi yang dikonduksikan melalui permukaan silinder adalah sebagai  berikut: qr = - k 2  π   r  L 

dT  dr 

(2.14)

Keterangan: Qr

= Laju energi (J/s)

K

= Konduktivitas termal suatu material (W/m.K)

r

= Jari-jari (m)

T

= Temperatur (K)

L

= Ketebalan (m)

2.10.

Perpindahan Panas Konduksi pada Dinding Berlapis

Rangkaian termal dapat digunakan juga pada suatu sistem yang lebih kompleks, seperti dinding berlapis, yang terdiri dari beberapa rangkaian seri dan  paralel dimana setiap lapisan memiliki material yang berbeda-beda. Laju  perpindahan panas untuk sistem satu dimensi ini adalah seperti yang dijabarkan  pada persamaan dibawah ini adalah sebagai berikut:..

qr  =

Keterangan:.. qr

= Laju perpindahan panas (J/s)

T

= Temperatur (K)

T  ,1  T  ,4

 Rt 

(2.15)

BAB III METODELOGI PENELITIAN 3.1.

Alat dan Bahan

3.1.1.

Alat

1)  Power Supply 2)

Stavolt

3)  Heat Conduction Apparatus 4)  Linier Module dan Radial Module 5)

Pompa

6)

Ember

3.1.2.

Bahan

1)

Air pendingin

2)

Contoh Material, yaitu: Kuningan besar [A], Kuningan kecil [B] dan Stainlees Steel  [C]

3.1.

Prosedur Percobaan

1)

Rangkailah alat.

2)

Hidupkan power supply.

3)

Aturlah panas (watt meter ) sesuai yang dikehendaki untuk sistem linier atau sistem radial.

4)

Catatlah temperatur masuk air pendingin ketika power supply dihidupkan.

5)

Catatlah harga-harga temperature yang terbaca untuk

1, , sampai dengan 9  untuk sistem linier dan 1 ,  , 3 , 7 , 8 , dan 9  untuk sistem radial, untuk harga panas (watt meter ) stabil seperti yang dikehendaki. Catatan: Pembacaan temperatur

1 sampai 9 dilakukan dengan memutar

temperatur selector switch. 6)

Lakukan langkah 1 sampai 5 terhadap masing-masing jenis logam A, B, dan C untuk setiap variasi sistem.

BAB IV HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN 4.1.

Hasil Pengamatan

4.1.1.

Sistem Linier Tabel 4.1. Data hasil pengamatan sistem linier

Material Variabel

4.1.2.

Kuningan Besar

Kuningan Kecil

Stainless Steel 

Tin  (°C)

32

32

32

Q (watt)

32

32

32

T1 (°C)

89,5

92,6

88

T2 (°C)

87,5

89,5

84,5

T3 (°C)

84,6

87,8

82,4

T4  (°C)

63

63

62,5

T5  (°C)

41,8

41,8

41,9

T6  (°C)

39,5

39,5

39,8

T7  (°C)

34,4

32,7

31,6

T8 (°C)

32,8

30

30

T9 (°C)

29

29

28,5

Sistem Radial Tabel 4.2. Data hasil pengamatan sistem radial

Variabel

Material Kuningan

Tin  (°C)

32

Q (watt)

32

T1  (°C)

47,7

T2  (°C)

44,6

Variabel

Material Kuningan

T3  (°C)

41,3

T4  (°C)

-

T5  (°C)

-

T6  (°C)

-

T7  (°C)

39,9

T8  (°C)

37,7

T9  (°C)

33,5

4.2.

Pengolahan Data

4.2.1.

Konversi Satuan ….

…

Tabel 4.3. Data hasil konversi sistem linier untuk temperatur ke satuan Kelvin (K)

Material Variabel

Kuningan Besar

Kuningan Kecil

Stainless Steel 

Tin  (°C)

305

305

305

Q (watt)

32

32

32

T1  (°C)

362,5

365,6

361

T2  (°C)

360,5

362,5

357,5

T3  (°C)

357,6

360,8

355,4

T4  (°C)

336

336

335,5

T5 (°C)

314,8

314,8

314,9

T6 (°C)

312,5

312,5

312,8

T7 (°C)

307,4

305,7

304,6

T8  (°C)

305,8

303

303

T9  (°C)

302

302

301,5

Tabel 4.4. Data hasil konversi sistem radial untuk temperatur ke satuan Kelvin (K)

Variabel

4.2.2.

Material Kuningan

Tin  (°C)

305

Q (watt)

32

T1  (°C)

320,7

T2  (°C)

317,6

T3  (°C)

314,3

T4  (°C)

-

T5  (°C)

-

T6  (°C)

-

T7  (°C)

312,9

T8  (°C)

310,7

T9  (°C)

306,5

......

Perhitungan Konduktivitas Sistem Linier Kuningan Besar  Diameter Kuningan Besar = 0,030 m .. Untuk k 1 ada diantara T1 dan T2, dengan ∆x = 0,020 m . k 1 =

Q ∆x

∆

 = 3,14

A T

4

32 watt × 0,020 m

 = 452,94

2

(0,030 m) (362,5 - 360,5) K 

W m K 

Untuk k 2 ada diantara T2 dan T3, dengan ∆x = 0,020 m k 2 =

Q ∆x

∆

 = 3,14

A T

4

32 watt × 0,020 m

 = 312,37

2

(0,030 m) (360,5 - 357,6) K 

W m K 

Untuk k 3 ada diantara T3 dan Tx, dengan ∆x = 0,010 m Tx = k 3 =

T3 + T4 2 Q ∆x

∆

 =

357,6 K + 336 K 

 = 3,14

A T

4

 = 346,8 K .....

2

32 watt × 0,010 m

 = 83,88

2

(0,030 m) (357,6 - 346,8) K 

W

......

m K 

Untuk k 4 ada diantara Tx dan T4, dengan ∆x = 0,010 m Tx = k 4 =

T3 + T4 2 Q ∆x

∆

 =

4

 = 346,8 K 

2

 = 3,14

A T

.....

357,6 K + 336 K 

32 watt × 0,010 m 2

 = 83,88

(0,030 m) (346,8 - 336) K 

W m K 

Untuk k 5 ada diantara T4 dan T5, dengan ∆x = 0,020 m k 5 =

Q ∆x

∆

32 watt × 0,020 m

 = 3,14

A T

2

 = 42,73

(0,030 m) (336 - 314,8) K 

4

W m K 

Untuk k 6 ada diantara T5 dan T6, dengan ∆x = 0,020 m k 5 =

Q ∆x

∆

32 watt × 0,020 m

 = 3,14

A T

 =393,86

2

(0,030 m) (314,8 - 312,5) K 

4

W m K 

Untuk k 7 ada diantaraT6 dan Ty, dengan ∆x = 0,010 m T6 + T7

Ty = k 7 =

2 Q ∆x

∆

312,5 K + 307,4 K 

 =

32 watt × 0,010 m

 = 3,14

A T

 = 309,95 K

2

 = 355,24

2

(0,030 m) (312,5 - 309,95) K 

4

W m K 

Untuk k 8 ada diantara Ty dan T7, dengan ∆x = 0,010 m T6 + T7

Ty = k 8 =

2 Q ∆x

∆

312,5 K + 307,4 K 

 =

32 watt × 0,010 m

 = 3,14

A T

 = 309,95 K

2

 = 355,24

2

(0,030 m) (309,95 - 307,4) K 

4

W m K 

Untuk k 9 ada diantara T7 dan T8, dengan ∆x = 0,020 m k 9 =

Q ∆x

∆

32 watt × 0,020 m

 = 3,14

A T

 = 566,17

2

(0,030 m) (307,4 - 305,8) K 

4

W m K 

Untuk k 10 ada diantara T8 dan T9, dengan ∆x = 0,020 m k 10 =

Q ∆x

∆

 = 3,14

A T

∑ k  k  =

1 - 10

10

4.2.3.

32 watt × 0,020 m 2

(0,030 m) (305,8 - 302) K 

4

2884,699

 =

 = 238,39

W m K 

 = 288,47

10

W m K 

W m K 

Perhitungan Konduktivitas Sistem Linier Kuningan Kecil ..... Diameter Kuningan Kecil = 0,010 m Untuk k 1 ada diantara T1 dan T2, dengan ∆x = 0,020 m k 1 =

Q ∆x

∆

 = 3,14

A T

4

32 watt × 0,020 m 2

 = 2629,96

(0,010 m) (365,6 - 362,5) K 

W m K 

Untuk k 2 ada diantara T2 dan T3, dengan ∆x = 0,020 m k 2 =

Q ∆x

∆

 = 3,14

A T

4

32 watt × 0,020 m 2

 = 4795,80

(0,010 m) (362,5 - 360,8) K 

W m K 

Untuk k 3 ada diantara T3 dan Tx, dengan ∆x = 0,010 m Tx = k 3 =

T3 + T4 2 Q ∆x

∆

 =

360,8 K + 336 K 

 = 3,14

A T

4

 = 348, 4 K

2

32 watt × 0,010 m 2

 = 328,74

(0,010 m) (360,8 - 348,4) K 

W m K 

Untuk k 4 ada diantara Tx dan T4, dengan ∆x = 0,010 m T3 + T4

Tx = k 4 =

2 Q ∆x

∆

360,8 K + 336 K 

 =

32 watt × 0,010 m

 = 3,14

A T

 = 348, 4 K

2

W

 = 328,74

2

m K 

(0,010 m) (348,4 - 336) K 

4

Untuk k 5 ada diantara T4 dan T5, dengan ∆x = 0,020 m k 5 =

Q ∆x

∆

32 watt × 0,020 m

 = 3,14

A T

W

 = 384,57

2

m K 

(0,010 m) (336 - 314,8) K 

4

Untuk k 6 ada diantara T5 dan T6, dengan ∆x = 0,020 m k 5 =

Q ∆x

∆

32 watt × 0,020 m

 = 3,14

A T

 = 3544,72

2

(0,010 m) (314,8 - 312,5) K 

4

W m K 

Untuk k 7 ada diantara T6 dan Ty, dengan ∆x = 0,010 m T6 + T7

Ty = k 7 =

2 Q ∆x

∆

312,5 K + 305,7 K 

 =

32 watt × 0,010 m

 = 3,14

A T

 = 309,1 K

2

 = 1198,95

2

(0,010 m) (312,5 - 309,1) K 

4

W m K 

Untuk k 8 ada diantara Ty dan T7, dengan ∆x = 0,010 m T6 + T7

Ty = k 8 =

2 Q ∆x

∆

312,5 K + 305,7 K 

 =

32 watt × 0,010 m

 = 3,14

A T

 = 309,1 K

2

 = 1198,95

2

(0,010 m) (309,1 - 305,7) K 

4

W m K 

Untuk k 9 ada diantara T7 dan T8, dengan ∆x = 0,020 m k 9 =

Q ∆x

∆

32 watt × 0,020 m

 = 3,14

A T

 = 3019,58

2

(0,010 m) (305,7 - 303) K 

4

W m K 

Untuk k 10 ada diantara T8 dan T9, dengan ∆x = 0,020 m k 10 =

Q ∆x

∆

 = 3,14

A T

∑ k  k  =

1 - 10

10

4.2.4.

2

W

 = 8152,87

m K 

(0,010 m) (303 - 302) K 

4

 =

32 watt × 0,020 m

25582,89

W m K 

 = 2558,289

10

W m K 

Perhitungan Konduktivitas Sistem Linier Stainless Steel ... Diameter Kuningan Kecil = 0,030 m Untuk k 1 ada diantara T1 dan T2, dengan ∆x = 0,020 m k 1 =

Q ∆x

∆

 = 3,14

A T

4

32 watt × 0,020 m 2

 = 258,82

(0,030 m) (361 - 357,5) K 

W m K 

Untuk k 2 ada diantara T2 dan T3, dengan ∆x = 0,020 m k 2 =

Q ∆x

∆

 = 3,14

A T

4

32 watt × 0,020 m 2

 = 431,37

(0,030 m) (357,5 - 355,4) K 

W m K 

Untuk k 3 ada diantara T3 dan Tx, dengan ∆x = 0,010 m T3 + T4

Tx = k 3 =

2 Q ∆x

∆

355,4 K + 335,5 K 

 =

32 watt × 0,010 m

 = 3,14

A T

 = 345,45 K

2

 = 45,52

2

(0,030 m) (355,4 - 345,45) K 

4

W m K 

Untuk k 4 ada diantara Tx dan T4, dengan ∆x = 0,010 m T3 + T4

Tx = k 4 =

2 Q ∆x

∆

355,4 K + 335,5 K 

 =

32 watt × 0,010 m

 = 3,14

A T

 = 345,45 K

2

 = 45,52

2

(0,030 m) (335,5 - 345,45) K 

4

W m K 

Untuk k 5 ada diantara T4 dan T5, dengan ∆x = 0,020 m k 5 =

Q ∆x

∆

32 watt × 0,020 m

 = 3,14

A T

 = 43,97

2

(0,030 m) (335,5 - 314,9) K 

4

W m K 

Untuk k 6 ada diantara T5 dan T6, dengan ∆x = 0,020 m k 5 =

Q ∆x

∆

32 watt × 0,020 m

 = 3,14

A T

 = 431,37

2

(0,030 m) (314,9 - 312,8) K 

4

W m K 

Untuk k 7 ada diantara T6 dan Ty, dengan ∆x = 0,010 m T6 + T7

Ty = k 7 =

2 Q ∆x

∆

312,8 K + 304,6 K 

 =

32 watt × 0,010 m

 = 3,14

A T

 = 308,7 K

2

 = 13,87

2

(0,030 m) (312,8 - 308,7) K 

4

W m K 

Untuk k 8 ada diantara Ty dan T7, dengan ∆x = 0,010 m T6 + T7

Ty = k 8 =

2 Q ∆x

∆

2

32 watt × 0,010 m

 = 3,14

A T

 = 308,7 K .....

312,8 K + 304,6 K 

 =

 = 11,09

2

(0,030 m) (308,7 - 304,6) K 

4

W

.....

m K 

Untuk k 9 ada diantara T7dan T8, dengan ∆x = 0,020 m k 9 =

Q ∆x

∆

32 watt × 0,020 m

 = 3,14

A T

2

 = 566,17

(0,030 m) (304,6 - 303) K 

4

....

W m K 

Untuk k 10 ada diantara T8 dan T9, dengan ∆x = 0,020 m k 10 =

Q ∆x

∆

 = 3,14

A T

∑ k  k  =

1 - 10

10

4.2.5.

4

 =

32 watt × 0,020 m 2

 = 603,92

(0,030 m) (303 - 301,5) K  W m K 

2451,62 10

 = 245,162

W

W

.

m K 

......

m K 

Perhitungan Konduktivitas Sistem Radial Kuningan R 0 = 0,010 m;

R L = 0,005 m; L = 0,050 m

Untuk k 1, ada diantara T1 dan T2......

( ) 32 watt × ln   W k 1 =  =  = 22,79 ...... 2 π L ∆T 2 × 3,14 × 0,050 m × (320,7 - 317,6) K  mK  Q ln

R L R 0

0,01 m 0,005 m

Untuk k 2, ada diantara T2 dan T3

( ) 32 watt × ln   W k 2 =  =  = 21,41 ...... 2 π L ∆T 2 × 3,14 × 0,050 m × (317,6 - 314,3) K  mK  Q ln

R L R 0

0,01 m 0,005 m

Untuk k 3, ada diantara T3 dan T7

( ) 32 watt × ln   W k 3 =  =  = 50,46 ..... 2 π L ∆T 2 × 3,14 × 0,050 m × (314,3 - 312,9) K  mK  Q ln

R L R 0

0,01 m 0,005 m

Untuk k 4, ada diantara T7 dan T8

( ) 32 watt × ln   W k 4 =  =  = 32,11 ..... 2 π L ∆T 2 × 3,14 × 0,050 m × (312,9 - 310,7) K  mK  Q ln

R L R 0

0,01 m 0,005 m

Untuk k 5, ada diantara T8 dan T9

( ) 32 watt × ln   W k 5 =  =  = 16,82 .... 2 π L ∆T 2 × 3,14 × 0,050 m × (310,7 - 306,5) K  mK  ∑ k   = 143,58  = 28,72 W .... k  = Q ln

R L R 0

0,01 m 0,005 m

W m K 

1 - 5

5

4.2.6.

5

m K 

Perhitungan Q Perhitungan SetiapKonduktivitas Rata-Rata .... Untuk sistem linier kuningan besar k  = 288,47W/mK pada T x  = 346,8 K dan Ty = 309,95 K dan ∆x = 0,020 m dan diameter = 0,030 m .... Q=

k  A ∆T

∆x

 =

2

288,47 W/mK × π/4 (0,030 m) × (346,8 - 309,95) K 

 = 375,51 watt ...

0,020 m

Untuk sistem linier kuningan kecil

k  =

2558,289 W/mK pada T x = 348,4

K dan .Ty = 309,1 K dan ∆x = 0,020 m dan diameter = 0,010 m ... Q=

k  A ∆T

∆x

 =

2

2558,289 W/mK × π/4 (0,010 m) × (348,4 - 309,1) K 

 = 394, 62 watt ..

0,020 m

Untuk sistem linier stainless steel

k  =

245,162 W/mK pada T x = 345,45 K

dan Ty = 308,7 K dan ∆x = 0,020 m dan diameter = 0,030 m .... Q=

k  A ∆T

∆x

 =

2

5

245,162 W/mK × π/4 (0,030 m) × (345,4 - 308,7) K  0,020 m

 = 318,27 watt

Untuk sistem radial kuningan k  = 28,72 W/mK pada T 1 = 320,7 K dan T 9 = .306,5 K sehingga ∆T = 14,2 K dan R 0 = 0,005 m; R L = 0,010 m; L = 0,050 .m Q= 4.2.7.

2 π L k   ∆T

( )

ln

R L R 0

2 × 3,14 × 0,05 m × 28,72 W/mK × (320,7 - 306,5) K 

 =

ln

  m  0,01 0,005 m

 = 184,75 watt

Perhitungan Persen Kesalahan Qin dengan Q Perhitungan % kesalahan =

|

Qin

−Q

 perhitungan

Q perhitungan

| × 100 %

Untuk sistem linier kuningan besar % kesalahan =



(32 - 375,51) watt 375,51 watt

 × 100 % = 91, 48 %

Untuk sistem linier kuningan kecil % kesalahan =



(32 - 394,62) watt 394,62 watt

 × 100 % = 91,99 %

Untuk sistem linier stainless steel % kesalahan =



(32 - 318,27) watt 318,27 watt

 × 100 % = 89,95 %

Untuk sistem radial kuningan % kesalahan = 4.3.



(32 - 184,75) watt 184,75 watt

 × 100 % = 82,68 %

Pembahasan

 Heat Conduction Apparatus merupakan suatu alat untuk memahami  bagaimana terjadinya perpindahan panas antar material melalui sebuah media  penghantar logam yang telah ditentukan. Prinsip perpindahan panas pada alat ini ialah secara konduksi, dimana panas berpindah tanpa disertai dengan perpindahan materi atau molekulnya, tetapi terdapat pula perpindahan panas secara konveksi dan radiasi hanya saja nilai nya terlalu kecil sehingga dapat diabaikan.

.

Perpindahan.. panas secara konveksi terjadi karena adanya aliran panas dan air pendingin yang di supply kedalam sistem dengan arah yang berlawanan menyebabkan terjadinya perpindahan panas secara konveksi sedangkan untuk  perpindahan panas radiasi terjadi karena adanya pengaruh temperatur dari lingkungan, meskipun sistem  Heat Conduction Apparatus tertutup tetapi tetap ada  panas yang keluar dari sistem hanya saja nilainya kecil.

 Heat Conduction Apparatus mengoperasikan perpindahan panas terjadi dari temperatur tinggi ke temperatur rendah dengan arah linier dan radial dengan menggunakan konduktor yakni dua buah logam kuningan yang ukurannya berbeda serta sebuah  stainless steel . Ada beberapa faktor yang mempengaruhi laju  perpindahan panas secara konduksi dan yang terpenting ialah luas penampang dan nilai konduktivitas termal dari bahan yang digunakan. Sesuai dengan hokum fourier yang persamaannya sangat di pengarahui dengan luas penampang dan nilai konduktivitas termal, semakin tinggi nilai konduktivitas termal suatu

bahan

makanilaipanasnya pun akan semakin besar, sama halnya dengan luas penampang. Dengan catatan luas penampang yang dilihat adalah luas dari sel imut dari logam. Dalam percobaan ini, Tin  serta Q  supply

memiliki nilai yang sama.

Variasi ada pada arah aliran, bahan konduktor, serta ukuran dari konduktor. Hal ini  bertujuan untuk mempelajari pengaruh ketiga variasi tersebut terhadap laju  perpindahan panas yang terjadi. Percobaan dilakukan dalam dua arah aliran, yaitu secara linier dan radial. Pada percobaan secara linier panas merambat sepanjang media penghantar dalam hal ini adalah logam kuningan dan  stainless steel . Nilai  panas yang dikandung oleh media logam penghantar akan berbeda-beda besarnya sepanjang arah linier logam, karena panas yang ditransfer akan bergerak merambati media penghantar sepanjang penampang penghantar tersebut dan semakin jauh  jarak yang ditempuh maka nilai panas yang terbawa akan semakin berkurang karena panas yang terbawa telah ditransferkan pada titik terdahulu yang telah dilewati dan juga di pengaruhi dari air pendingin yang di supply dari arah yang  berlawanan mengakibatkan harga panas menurun. Sedangkan percobaan secara radial dilakukan dengan tujuan untuk melihat seberapa besar atau seberapa banyak  panas dapat dipindahkan secara konduksi bila dibandingkan dengan sistem yang menggunakan cara linier (garis lurus). Pada system ini panas akan dipindahkan  pada arah radial (melalui jari-jari media seperti cakram).. Dari percobaan yang dilakukan didapatkan bahwa harga T 1 lebih besar dari harga T2, harga T2 lebih besar dari harga T 3, harga T3 lebih besar dari harga T4, dan seterusnya sampai dengan T 9. Hal ini berlaku untuk kedua jenis aliran, baik linier maupun radial. Karena panas masuk dari T1 danmengalir ke T2, T3, T4 dan

seterusnya, T4, T5, dan T6  dianggap konstan karena pada ketiga titik ini hanya  berfungsi sebagai media penghantar, bukan untuk menerima ataupun melepaskan kalor, sedangkan T 7, T8, dan T9  terjadi pelepasan kalor (pendinginan) karena air  pendingin masuk dari T9 sehingga T9 mempunyai nilai terkecil. Dari percobaan dan perhitungan data diperoleh nilai konduktivitas logam kuningan besar lebih kecil daripada nilai konduktivitas logam kuningan kecil. Hal ini dikarenakan pengaruh dari luas permukaan jalur pindah panas yang berbeda diantara kedua ukuran konduktor tersebut. .Sedangkan dari segi bahan, didapatkan  bahwa logam kuningan memiliki nilai konduktivitas yang lebih tinggi daripada  stainless steel. Hal ini berarti logam kuningan merupakan konduktor yang lebih  baik. Namun dalam industri, penggunaan  stainless steel sebagai bahan konstruksi alat lebih luas daripada kuningan karena sifat dari kuningan yang korosif sehingga dapat menyebabkan kerugian pada industri tersebut. . Selain itu, perbedaan temperatur yang tidak begitu signifikan antara logam kuningan dan  stainlessi steel juga menjadi alasan mengapa logam ini lebih sering digunakan sebagai bahan konstruksi. Dari segi arah aliran, luas perpindahan  panas aliran linier lebih kecil dibandingkan luas perpindahan pada aliran radial. Hal ini dikarenakan pada aliran radial panas mengalir melalui r 1, r 2, r 3, dan seterusnya sehingga luas permukaan perpindahan panas lebih besar, tetapi luas permukaan logam lebih kecil, karena yang di ukur adalah luas pada bagian selimut logam. Hal ini mengakibatkan konduktivitas termal pada aliran linier lebih besar daripada konduktivitas termal pada aliran radial. Harga Q dihitung pada tiap beda temperatur yang didapat dari percobaan. Ternyata harga Q yang didapat dari perhitungan lebih  besar dari harga Q yang di supply. Hal ini disebabkan oleh pembacaan temperatur  pada saat harga Q pada wattmeter   belum cukup stabil dan juga laju panas yang selalu tak menentu atau yang selalu berubah-ubah.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.

Kesimpulan

Dari percobaan mengenai heat conduction yang telah dilakukan, dapat diambil beberapa kesimpulan, yaitu sebagai berikut : ..... 1)

Prinsip dan cara kerja dari heat conduction apparatus yaitu melalui sistem linier dan sistem radial. Pada sistem linier, . panas masuk melalui T1 menuju T9 sehingga suhu yang paling tinggi berada pada T 1 sedangkan yang paling rendah berada pada T 9 dikarenakan pada T 9 adalah tempat masuknya aliran air pendingin dan T 1 adalah tempat awal masuknya energi panas yang dialirkan. Sedangkan pada sistem radial hanya T 1 sampai T6, dengan T1 sebagai tempat awalnya aliran panas masuk dan T 6 sebagai tempat masuknya aliran air pendingin. ...

2)

Konduktivitas termal diukur dengan cara memasukkan data temperatur yang telah diambil pada setiap titik dan data luas penampang material yang di uji lalu di masukkan kedalam persamaan hukum Fourier. .

3)

Proses perpindahan panas yang terjadi melalui 3 cara yaitu konduksi pada saat T1  dialirkan panas yang berasal dari pemanas, konveksi pada saat  proses pengujian bahan material berlangsung terjadi pada T4, T5, dan T6 untuk sistem linier dan diantara T4 dan T 5 untuk sistem radial, dan radiasi  pada saat pengujian berlangsung tetapi efeknya kecil..

4)

Penerapan hukum Fourier pada panas konduksi sangat bergantung pada nilai konduktivitas panas dari material yang diuji coba dan juga luas  penampang dari material yang diuji..

5)

. Aplikasi dari proses perpindahan panas secara konduksi pada industri

…….seperti cooler , chiller , heater , heatexchanger , dll.…. 5.2.

1)

Saran...

Pada bak penampung air dingin sebaiknya diberikan termometer agar dapat mengetahui suhu air pendingin yang digunakan.

2)

Perlu adanya control valve untuk mengetahui kapasitas airpendingin yang …...masuk.

3)

Perlunya penambahan material bahan yang akan di uji coba, agar dapat mengetahui lebih banyak kekurangan dan kelebihan dari bahan material yang akan diuji.

4)

Perlunya penambahan label keterangan pada tiap-tiap alat yang dipakai …...agar tidak kebingungan dan juga tidak tertukar posisinya.

DAFTAR PUSTAKA

Mccabe, W., dkk.. 2005. Unit Operations of Chemical Engineering . Newyork: McGraw Hill Education. Mukhraiya, V., dkk.. 2016.  Internatonal Journal of Mechanical Engineering and Technology. Vol.7 (3): 342-350. Tito,

R.,

dkk..

2012.  Perpindahan

Panas

Secara

Konduksi.

(Online):

https://www.scribd.com/doc/186458890/Perpindahan-Panas-SecaraKonduksi-by-Ryan-Tito. (Diakses pada tanggal 05 September 2017) Treyball, Robert E.. 1987.

 Mass Transfer Operation Third Edition. USA:

McGraw-Hill Company. White, Frank M.. 1984.  Heat Transfer . USA: Addison Wesley Publishing Company. White, Frank M.. 1988.  Heat and Mass Transfer . USA: Addison Wesley Publishing Company.