PENDAHULUAN

RYN, NKM, DFA

PINDAH PANAS (TPE 4231/2/W) – KP&BIO

PINDAH PANAS?

Pindah panas adalah ilmu yang mempelajari transfer/perpindahan energi diantara benda yang disebabkan karena perbedaan temperatur

Panas (hot)? Cold (dingin)? Kalor (heat)? Temperatur/suhu(temperature)?

BEDANYA DENGAN TERMODINAMIKA?

Termodinamika digunakan untuk memprediksi jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengubah sistem dari suatu kesetimbangan ke kesetimbangan lain

Pindah panas digunakan untuk memprediksi seberapa cepat perubahan akan terjadi sejak sistem dalam kondisi tidak setimbang

TUJUAN PEMBELAJARAN

Mengetahui dan memahami pengertian pindah panas, sebagai dasar pengetahuan teknik dibidang teknologi pertanian (TP), seperti mekanisme pindah panas konduksi, konveksi dan radiasi, pindah panas pada geometrik benda, benda kosong, benda pejal, konduksi kondisi mantap dan tak mantap, konveksi paksa, konveksi bebas.

Dapat menentukan laju pindah panas pada material makanan dan non makanan 

BAGAIMANA PANAS BISA DI TRANSFER?

Konduksi? Konveksi? Radiasi?

BAGAIMANA PANAS BISA DI TRANSFER?

Konduksi? Konveksi? Radiasi?

MACAM2 MEKANISME PERPINDAHAN PANAS

1. Konduksi panas: Perpindahan panas tanpa disertai perpindahan materi (panas mengalir melalui material statis )

2. Konveksi panas: Perpindahan panas disertai perpindahan materi (panas mengalir melalui media yang bergerak atau terbawa oleh medium yang bergerak (fluida))

3. Radiasi panas: Perpindahan panas terpancar (panas berpindah melalui ruang dengan atau tanpa media)

KONDUKSI

dx

dTkAQLaju pindah panas

Dimana T = Temperatur pada suatu titik x = Ketebalan dinding A = Luas penampang melintang k = Konduktivitas Thermal (Btu/hr.ft.ºF)

-dT/dx = Gradien temperatur

KONDUKTOR DAN ISOLATOR

Beberapa bahan menghantar panas lebih baik dari yang lain

Bahan yang mentransfer panas secara bagus disebut konduktor (Logam)

Bahan yang menghentikan perpindahan panas disebut Isolator (styrofoam, wool, fiberglass).

NILAI KONDUKTIVITAS TERMAL BEBERAPA MATERIAL

Silver 410 W/m. °C 237 Btu/h.ft.°F

Copper 385 W/m. °C 223 Btu/h.ft.°F

Diamond 2300 W/m. °C 1329 Btu/h.ft.°F

Quartz 41.6 W/m. °C 24 Btu/h.ft.°F

Sandstone 0.78 W/m. °C 0.45 Btu/h.ft.°F

Ammonia 0.147 W/m. °C 0.085 Btu/h.ft.°F

Water 0.556 W/m. °C 0.327 Btu/h.ft.°F

Hydrogen 0.175 W/m. °C 0.101 Btu/h.ft.°F

Air 0.0206 W/m. °C

0.0119 Btu/h.ft.°F

Metals

Nonmetallic solids

Liquids

Gases

Hubungan antara nilai konduktivitas termal dan temperatur untuk beberapa material

Konduktivitas termal bergantung pada temperatur

#Simulasi Konduksi 1#Simulasi Konduksi 2

KONVEKSI

Laju pindah panas

Dimana h = Koefisien pindah panas konveksi

hAdTQ

MACAM KONVEKSI PANAS

Pindah panas konveksi alami

Pindah panas konveksi paksa

Koefisien pindah panas konveksi beberapa material

Konveksi bebas

Konveksi paksa

Air mendidih

Kondensasi uap air

Vertical plate 0.3m high in air 4.5 W/m2. °C 0.79 Btu/h.ft2.°F

Horizontal cylinder, 2-cm diameter, in air

6.5 W/m. °C 1.14Btu/h.ft.°F

Airflow at 2m/s over 0.2-m square plate

12 W/m2. °C 2.1 Btu/h.ft2.°F

Airflow at 2m/s over 0.2-m square plate

75 W/m. °C 13.2 Btu/h.ft.°F

In a pool or container 2,500-35,000 W/m2. °C

400-600 Btu/h.ft2.°F

Vertical surfaces 4,000-11,300W/m2. °C

700-2,000 Btu/h.ft2.°F

RADIASI

Energi ditransfer dalam bentuk gelombang atau partikel

s = konstanta Stefan-Boltzman ; 5,669 x 10-8 W/m2K4

A = luas permukaan, m2

T = suhu permukaaan, K = EmisivitasQ = laju pindah panas radiasi

)( 42

41 TTAQ

DIMENSI DAN SATUAN

Satuan Simbol British SI

Aliran panas Q BTU/h W

Fluks panas per luasan q BTU/h.ft2 W/m2

Konduktivitas termal k BTU/h.ft.ºF W/m2. ºC

Temperature T ºF ºC

Panjang L ft m

CONTOH APLIKASI PERPINDAHAN PANAS PADA ALSIN PERTANIAN

CONTOH APLIKASI PERPINDAHAN PANAS PADA ALSIN PERTANIAN

SILABUS

Pendahuluan Konduksi mantap 1 dimensi Konduksi mantap 1 dimensi benda

komposit (2 x) Konduksi mantap 2 dimensi (2 x) Presentasi (Tugas Kelompok) UTS

PENILAIAN

RYN : 20 % DFA/SRD: 20 % NKM : 40 % Praktikum : 20 %

REFERENSI

Incropera, Fundamental of Heat and Mass Transfer 6th Ed, Wiley

Kreith F et al., 1999, Mechanical Engineering Handbook; Chapter Heat and Mass Transfer, CRC Press LLC

Holman JP, Heat Transfer, McGraw Hill

Singh R.P, Heldman. Introduction to Food Engineering. Mc Graw Hill.