Soal Perpindahan Kalor dan Massa

8

MODUL PERPINDAHAN PANAS DASAR OLEH : 1. ARIS NOVIANTO 2. M. SYAFII

ALIRAN MENYILANG SILINDER DAN BOLA Selama lapisan batas tetap laminar dan tertib, perpindahan kalor dapat dihitung dengan analisis lapisan batas. Tetapi dalam analisis itu kita perlu memperhitungkan gradien atau landaian tekanan ( pressure gradien).

Aliran p

um

Uum

Gambar. Silinder dalam aliran silang

CONTOH SOAL

1

Udara pada 1 atm dan 27°C bertiup melintasi bola yang diameternya 12mm dengan kecepatan bebas 4 m/s. Di dalam bola itu terdapat pemanas kecil yang menjaga agar suhu permukaannya tetap 77°C. Hitunglah rugi kalor dari

PENYELESAIAN SOAL

1

T ∞ = 27°C = 300°K k = 0,02624 W/m2 °C. V = 15,69 x 10-6 m2/s μ ∞ = 1,8462 x 10-5 Pr = 0,708 kg/m.s Pada Tw = 77°C = 350°K didapat: μw = 2,075 x 10-5 Angka Reynoldsnya adalah Re d = (4)(0,012) = 3059 15,69 x 10-6

PENYELESAIAN SOAL  Dari

1

persamaan yang dibuat oleh Whitaker :

Nu = 1/4

= 31,40 Dan

PENYELESAIAN SOAL  Perpindahan

1

kalornya :

Perbandingan pers. McAdams Suhu film Tf = (350+300)/2 = 325 Sehingga : vf = 18,23 x 10-6 m2/s kf = 0,02814 W/m °C.

PENYELESAIAN SOAL

1

 Dan

angka Reynoldnya adalah : Re d = ) = 2633 Dari persamaan yang dibuat oleh McAdams : Nu f = = 41,73 Dan

KESIMPULAN SOAL

1

Hasil perhitungan pers. Whitaker dan McAdams sangat berbeda, sebab : Whitaker menggunakan T ∞ = 27°C dengan alasan T ∞ & Tw harganya relatif dekat. Sedangkan McAdams menggunakan Tf dengan alasan T∞ & Tw harganya relatif jauh.

CONTOH SOAL

2

Udara pada 1 atm dan 35°C mengalir melintas silinder yang diameternya 5 cm. Pada kecepatan 50 m/s. suhu permukaan silinder dijaga pada 150°C. Hitunglah rugi kalor per satuan panjang silinder !

PENYELESAIAN SOAL

2

 Mula

– mula tentukan Reynold Numbernya.

μf = Kf = Pr = Re f

2,14 x 10-5 .s atau 0,0486 lbm/h.ft 0,0312 atau 0,018 Btu/h.ft °F 0,695 = ρud/ μ =

PENYELESAIAN SOAL

2

 Dari

daftar diperoleh : C = 0,0266 n = 0,805 Sehingga Knudsen dan Katz, diperoleh : atau 30,2 Btu/h.ft

PENYELESAIAN SOAL  Perpindahan

adalah :

2

panas per satuan panajngnya

TERIMA KASIH