Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
-
Upload
ceevz-batara-guru -
Category
Documents
-
view
227 -
download
0
Transcript of Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
1/21
MM091351
FENOMENA TRANSPORTKREDIT: 3 SKSSEMESTER: 5
BAHAN AJAR ON-LINE 4
JURUSAN TEKNIK MATERIAL DAN METALURGI
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER (ITS) SURABAYA
Dr. Eng. Hosta Ardhyananta, S.T., M.Sc.
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
2/21
TRANSPORT ENERGI
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
3/21
Sub-kompetensi:
Pembelajar mampu menjelaskan perilaku konduktivitas
termal material
ALIRAN ENERGI
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
4/21
Konduktivitas Thermal dan Mekanisme Perpindahan
Energi
Konduksi panas Hukum Fourier
Pengaruh temperatur dan tekanan pada konduktivitas gasdan cairan
Teori konduktivitas thermal/panas gas densitas rendah
Teori konduktivitas thermal cairan
Konduktivitas panas padatan
KONDUKTIVITAS THERMAL DANMEKANISME PERPINDAHAN ENERGI
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
5/21
Kompetensi: Mahasiswa mampu menjelaskan danmenerapkan Konduktivitas Thermal dan MekanismePerpindahan Energi
Subkompetensi: Konduksi panas Hukum Fourier,pengaruh temperatur dan tekanan pada konduktivitas gasdan cairan, Teori konduktivitas thermal/panas gasdensitas rendah, Teori konduktivitas thermal cairan,
Konduktivitas panas padatan
KONDUKTIVITAS THERMAL DANMEKANISME PERPINDAHAN ENERGI
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
6/21
Konduktivitas panas k adalah sifat material
K adalah satuan yang sering muncul pada kasus
perpindahan panas
Bagian awal akan membahas konduksi dan
dilanjutkan dengan konveksi, radiasi dan difusi
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
7/21
Perhatikan perbedaan temperatur dan apakah akibat ?
Maka Terjadinya perpindahan panas
T tinggi
T rendah
T tinggi
T rendah
Dinding Rumah Peralatan Masak
Kompor
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
8/21
Konduktivitas panas , k , adalah sifat yangdibahas pada kasus perpindahan panas
Hukum Fourier tentang konduksi panas yangmenyatakan konduktivitas panas gas, cair ataupadatan
Efek konduktivitas panas fluida pada temperatur
dan tekanan Konduktivitas panas gas dan cairan dibahas darisudut pandang molekuler
Konduktivitas panas padatan dan hubungannyadengan konduktivitas elektrik, termasuk hukum
Wiedemann, Franz, dan Lorenz untuk logam. Pembahasan awal mengenai perpindahan energiakan ditinjau melalui mekanisme/carakonduksi/media padat.
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
9/21
HUKUM FOURIER MENGENAI KONDUKSI
PANAS Perhatikan analisis panas pada slab/batangan
Perhatikan slab dari material padat dengan luas A
yang terletak diantara dua pelat paralel denganjarak satu sama lain Y
Temperatur awal batangan T0
Pelat bawah dipanaskan hingga T1, maka profil
temperatur pada batangan akan berubah danmencapai distribusi temperatur linier steady-state/teratur keadaan-tetap (tidak berubah)
Gambar
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
10/21
Panas berpindah dari
bawah (posisi 1) ke
atas (posisi 2)
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
11/21
Laju aliran panas Q
Slab menerima perpindahan panas dari pelat bawah
yang dipanaskan
Y
Tk
A
Q
Perlakuan analisis dilakukan dalam bentuk turunanagar diketahui perubahan
Aliran panas sebanding dengan penurunantemperatur dan konduktivitas panas, k. Padat, cair,gas.
01
01
YY
TTk
A
Q
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
12/21
PELAT BAWAH
SLAB PADA y1SLAB PADA y2SLAB PADA y3
Slab dianalisis sebagai lapisan-lapisan.
x
y
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
13/21
Aliran panas per luas/fluks pada posisi positif y, qy
Bentuk 1 dimensi Hukum Fourier tentang konduksi panas
qx, qy, qz q: vektor fluks
Persamaan diatas menggambarkan bahwa fluks panas
konduksi sebanding dengan negatif gradien(kemiringan turun) temperatur. Panas bergerak kebawah temperatur pada jarak
dy
dTkqy
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
14/21
yq
Fluks adalah satuan per luas
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
15/21
Diffusivitas panas, ,
Perhatikan satuan /dimensi / unit
Dalam sistem cgs, q adalah cal cm-2sec-1, T adalahoK , y adalah cm, k adalah cal cm-1sec-1(oK)-1, adalah cm2sec-1
Dalam sistem English, q adalah Btu ft-2hr-1, T adalahoR , y adalah ft, k adalah Btu ft-1hr-1(oR)-1, adalahft2hr-1
pC
k~
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
16/21
Hukum Fourier dengan memasukkan energi mekanikdan panas
Konduktivitas panas cairan, logam cair dan padatan Contoh pengelasan di dalam cairan
dy
dTkJq cy
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
17/21
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
18/21
Konduktivitas panas logam cair: tinggi, rendah
Konduktivitas panas logam cair paduan, efek paduan:
tinggi, rendah
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
19/21
Konduktivitas panas padatan: tinggi, rendah
Konduktivitas panas padatan: logam, keramik,
Bagaimana membuat material tahan panas ?
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
20/21
Untuk PEMAHAMAN: Lempengan plastik luas 1ft2tebal 0.252 in dengan laju panas 3.0 watts
steady-state dengan temperatur awal dan akhir
24.00 oC dan 26.00 oC pada dua permukaan.
Berapakah konduktivitas panas plastik pada
25.00 oC dalam cal sec-1cm-1oK-1
yq
-
7/22/2019 Bahan Ajar on-Line 4 Fenomena Transport
21/21
Jawaban / Solusi:
Y
Tk
A
Q
1114
2
1
sec1047.2
sec
00.2929
640.0717.0
KcmcalxKcm
cmcal
x
x
TA
QYk
o
o