konduksi tunak satu dimensi ( lanjutan ) dimas firmanda al riza (dfa)
DESCRIPTION
PINDAH PANAS (TPE 4231/2/W) – KP&BIO. Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA). SILABUS. Pendahuluan ( Mekanisme perpindahan panas , konduksi , konveksi , radiasi ) Pengenalan Konduksi ( Hukum Fourier) Pengenalan Konduksi ( Resistensi Termal ) - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/1.jpg)
Konduksi Tunak Satu Dimensi (lanjutan)Dimas Firmanda Al Riza (DFA)
PINDAH PANAS (TPE 4231/2/W) – KP&BIO
![Page 2: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/2.jpg)
SILABUS Pendahuluan (Mekanisme perpindahan panas,
konduksi, konveksi, radiasi) Pengenalan Konduksi (Hukum Fourier) Pengenalan Konduksi (Resistensi Termal) Konduksi tunak 1D pada:
a) Koordinat Kartesian/Dinding datarb) Koordinat Silindris (Silinder)c) Koordinat Sferis (Bola)
Konduksi disertai dengan generasi energi panas Perpindahan panas pada Sirip (Fin) Konduksi mantap 2 dimensi Pengayaan/Presentasi (Tugas Kelompok) UTS
![Page 3: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/3.jpg)
REVIEW Pendahuluan (Mekanisme
perpindahan panas, konduksi, konveksi, radiasi)
Pengenalan Konduksi (Hukum Fourier) Pengenalan Konduksi (Resistensi
Termal) Konduksi tunak 1D pada:
a) Koordinat Kartesian/Dinding datarb) Koordinat Silindris (Silinder)
![Page 4: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/4.jpg)
Penurunan persamaan dasar konduksi
![Page 5: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/5.jpg)
Perbandingan antara koordinat kartesian, silinder dan bola
Koordinat SilinderKoordinat T(r,,z)Kontrol volume dr, rd, dz
Koordinat KartesianKoordinat T(x,y,z)Kontrol volume dx, dy, dz
Koordinat BolaKoordinat T(r,,θ)Kontrol volume dr, r sin θ d, rdθ
![Page 6: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/6.jpg)
Konduksi pada koordinat bola Analisa konduksi pada koordinat bola
Koordinat T(r,,θ)Kontrol volume dr, r sin θ d, rdθ
![Page 7: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/7.jpg)
Persamaan umum konduksi pada koordinat bola
Persamaan umum konduksi pada koordinat kartesian
Persamaan umum konduksi pada koordinat bola
![Page 8: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/8.jpg)
Hukum Fourier koordinat bola
![Page 9: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/9.jpg)
Konduksi pada bola berongga (1D)
Jika konduksi hanya 1D pada arah r maka:
Untuk mencari persamaan distribusi temperatur
![Page 10: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/10.jpg)
Resistansi termal pada bola berongga (1D)
![Page 11: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/11.jpg)
Konduksi pada bola berongga (1D) Dinding Rangkap
Suatu bola dapat dilapisi dengan dinding rangkap seperti gambar di bawah
![Page 12: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/12.jpg)
Soal 1
Sebuah bola berongga terbuat dari alumunium (k = 250 W/m.oC) dengan diameter dalam 4 Cm dan diameter luar 10 Cm. Suhu bagian dalam adalah 120 oC dan suhu luar 60 oC. Hitunglah perpindahan kalornya !
![Page 13: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/13.jpg)
Panduan Mengerjakan Soal Diketahui Ditanyakan Skema Assumsi Properties Analisa Komentar
![Page 14: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/14.jpg)
Rangkuman persamaan konduksi tanpa pembangkitan energi
![Page 15: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/15.jpg)
Tugas (PR) dikumpulkan minggu depan (Soal 1)
Tentukan koefisien pindah panas total bola berongga dengan susunan seperti gambar dibawah dengan memperhitungkan konveksi di bagian dalam bola dan luar bola, gambarkan pula analogi dengan sistem listriknya!
![Page 16: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/16.jpg)
Materi kuliah pindah panas
Pendahuluan (Mekanisme perpindahan panas, konduksi, konveksi, radiasi)
Pengenalan Konduksi (Hukum Fourier) Pengenalan Konduksi (Resistensi Termal) Konduksi tunak 1D pada:
a) Koordinat Kartesian/Dinding datarb) Koordinat Silindris (Silinder)c) Koordinat Sferis (Bola)
Konduksi disertai dengan generasi energi panas Perpindahan panas pada Sirip (Fin) Konduksi mantap 2 dimensi Presentasi (Tugas Kelompok) UTS
![Page 17: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/17.jpg)
Konduksi disertai pembangkitan energi panas
Pembangkitan energi dalam material dapat terjadi diantaranya karena konversi energi di dalam material menjadi energi panas, yang paling umum adalah konversi energi listrik menjadi energi termal pada konduktor listrik (pemanasan ohmik). Laju pembangkitan energi panasnya dapat diekspresikan sebagai:
Pembangkitan energi ini terjadi merata dalam medium dengan volume V. Maka laju pembangkitan volumetrik:
![Page 18: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/18.jpg)
Konduksi disertai pembangkitan energi panas pada dinding datar
Persamaan umum difusi panas pada koordinat kartesian
Maka jika dalam kondisi steady state, tidak ada perubahan energi storage, 1 dimensi pada arah x dan terdapat generasi energi, persamaannya akan menjadi sebagai berikut:
![Page 19: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/19.jpg)
Konduksi disertai pembangkitan energi panas pada dinding datar
Persamaan umumnya:
Boundary condition:
Dengan penerapan boundary condition pada persamaan umum maka didapat:
Substitusi C1 dan C2 ke persamaan umum:
![Page 20: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/20.jpg)
Konduksi disertai pembangkitan energi panas pada dinding datar
Untuk kondisi gambar b:
Temperatur maksimum adalah pada T(0) yaitu:
Persamaan umumnya:
Distribusi temperatur:
![Page 21: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/21.jpg)
Konduksi disertai pembangkitan energi panas pada dinding datar
Karena satu sisi adiabatis maka perpindahan energi panas hanya terjadi di satu sisi yang lain . Maka flux konduksi sama dengan flux konveksi
Dari gambar b, apabila dianggap salah satu sisi dinding terisolasi sempurna (adiabatis) maka digambarkan seperti gambar c.
![Page 22: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/22.jpg)
Soal 2 Sebuah dinding datar terdiri dari komposit material A
dan B. Material A memiliki generasi panas uniform q˙= 1.5 x 106 W/m3, kA=75 W/m.K dan ketebalan LA = 50 mm. Material B tanpa generasi panas dengan kB = 150 W/m.K dan ketebalan LB=20 mm. Dinding dalam material A terisolasi sempurna (adiabatis), sedangkan sisi luar dinding B didinginkan dengan aliran air dengan T∞= 30 oC dan h=1000 W/m2.K.
a) Gambarkan sketsanya!b) Hitung temperatur di dalam dan luar dinding
komposit!
![Page 23: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/23.jpg)
Jawab 2
![Page 24: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/24.jpg)
Jawab 2Kondisi steady state sehingga energi input (generasi energi pada material A sama dengan energi output).
![Page 25: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/25.jpg)
Jawab 2Temperatur pada material A yang berbatasan dengan dinding insulasi
T1 dapat diperoleh dengan analogi listrik:
dengan
![Page 26: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/26.jpg)
Jawab 2Sehingga
![Page 27: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/27.jpg)
Tugas (PR) dikumpulkan minggu depan (Soal 2)
Sebuah dinding datar terbuat dari material konduktor listrik, memiliki hambatan listrik 0.1 Ohm, dialiri arus listrik sebesar 10 Ampere. Konduktivitas material adalah kC=75 W/m.K dan ketebalan Ldinding = 100 mm. Kedua sisi dinding tersebut sama-sama didinginkan dengan temperatur lingkungan T∞. Temperatur permukaan dinding adalah =125 oC. Gambar sketsanya dan Hitung temperatur di tengah dalam dinding!
![Page 28: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/28.jpg)
Panduan Mengerjakan Soal Known Find Schematic Assumptions Properties Analysis Comments
![Page 29: Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022061500/56815f68550346895dce68e1/html5/thumbnails/29.jpg)
Thank u n c u