Perpinpadahan panas

8/18/2019 Perpinpadahan panas

1/8

2.2 Perpindahan Panas Pada Benda Benda

Perpindahan panas adalah salah satu dari displin ilmu teknik termal yang

mempelajari cara menghasilkan panas, menggunakan panas, mengubah panas, dan

menukarkan panas di antara sistem fisik. Energi panas berpindah dari benda

bertemperatur tinggi ke benda bertemperatur rendah. Perpindahan energi panas darisatu benda ke benda lain dilakukan secara konduksi, konveksi dan radiasi.

A. Perpindahan Panas secara Konduksi

Konduksi adalah perpindahan panas antara dua buah permukaan benda

tanpa disertai adanya perpindahan zat. Benda yang dapat menghantarkan panas

dengan baik disebut konduktor. Setiap benda memiliki kemampuan yang berbeda

beda untuk menghantarkan panas. Sifat tersebut didefinisikan sebagai konduktifitas

termal. Konduktivitas !hermal "#aya $antar Panas% &dalah sifat bahan yang

menunjukkan seberapa cepat bahan itu dapat menghantarkan panas konduksi. Pada

umumnya nilai k dianggap tetap, namun sebenarnya nilai k dipengaruhi oleh suhu

"!%. Perpindahan panas secara konduksi digambarkan dengan merambatnya panas

pada suatu benda konduktor. 'ambar (.) merupakan ilustrasi perpindahan panas

secara konduksi pada suatu benda.

'ambar (.) Perpindahan Panas Secara Konduksi

Perpindahan panas secara konduksi diformulasikan sebagai perbandingan

beda temperatur dengan besarnya tahanan termal dari suatu material.

#imana*

+ Energi panas "K-%

q=T 1 − T 2

R k

q A

=− K dt dx

https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teknik_termal&action=edit&redlink=1https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teknik_termal&action=edit&redlink=1


2/8

& uas penampang permukaan benda " m2

%

K Konduktifitas termal "-/m.K%

dt Beda temperatur "K%

d0 !ebal benda "m%

Pada kehidupan sehari hari, terdapat beberapa permasalahan yang berkaitan

dengan perpindahan panas pada suatu benda. Berikut akan dipaparkan beberapa

permasalan yang berkenaan dengan perpindahan panas pada suatu permukaan

benda secara konduksi.

1. Perpindahan Panas pada Bidang #atar Perpindahan panas secara konduksi pada bidang datar terbagi pada dua jenis

yaitu*a. Perpindahan Panas !anpa 2nsulasi

Panas yang berpindah secara konduksi tanpa insulasi pada dua buah

permukaan benda berbidang datar. 'ambar (.3 merupakan gambar skematik

perpindahan panas konduksi tanpa insulasi pada bidang datar.

'ambar (.3 Skematik Perpindahan Panas Pada Bidang #atar !anpa 2nsulasib. Perpindahan Panas dengan 2nsulasi

Panas yang berpindah secara konduksi dengan insulasi pada dua buah

permukaan benda berbidang datar. 'ambar (.4 merupakan gambar skematik

perpindahan panas konduksi tanpa insulasi pada bidang datar.


3/8

'ambar (.4 Skematik Perpindahan Panas Pada Bidang #atar #engan 2nsulasi

(. Perpindahan Panas Pada Silinder BeronggaPerpindahan panas secara konduksi pada silinder berongga terdapat dua

jenis yaitu*a. Perpindahan Panas !anpa 2nsulasi

Panas yang berpindah secara konduksi tanpa insulasi pada dua buah

permukaan benda silinder berongga. 'ambar (.5 merupakan gambar

skematik perpindahan panas konduksi tanpa insulasi pada permukaan benda

silinder berongga.

'ambar (.5 Skematik Perpindahan Panas Konduksi !anpa 2nsulasi Pada

Benda Silinder BeronggaPerpindahan panas pada benda silinder berongga dapat dianalisa

melalu persamaan berikut*

#imana*

q=2 πkL(T 1 − T 2 )

ln ( r or i )


4/8

k = Konduktifitas termal bahan

L= Panjang silinder

T = Temperatur r = Jari − jari

b. Perpindahan Panas #engan 2nsulasi

Panas yang berpindah secara konduksi dengan insulasi pada dua buah

permukaan benda silinder berongga. 'ambar (.16 merupakan gambar skematik

perpindahan panas konduksi dengan insulasi pada permukaan benda silinder

berongga.

'ambar (.16 Skematik Perpindahan Perpindahan Panas Secara Konduksi Pada

#ua Buah Permukaan Benda Silinder Berongga

B. Perpindahan Panas secara Konveksi

Konveksi adalah perpindahan panas yang terjadi antara permukaan padat

dengan fluida yang mengalir di sekitarnya, dengan menggunakan media penghantar berupa fluida "cairan/gas%. Perpindahan panas secara konveksi digambarkan dengan

tangan yang terbakar oleh api. 'ambar (.11 merupakan ilustari dari perpindahan

panas secara konveksi.


5/8

'ambar (.11 2lustrasi Perpindahan Panas secara Konveksi

Perpindahan panas secara konveksi diformulasikan oleh hukum keduatermodinamika 7e8ton. $ukum kedua termodinamika 7e8ton menjelaskan bah8a

perpindahan panas persatuan 8aktu dipengaruhi oleh koefisien perpindahan panas,

luas penampang dan beda temperatur.

#imana*

q c= Perpindahan panas persatuan aktu

hc = Koefesien perpindahan panas

A= Luas Penampang

!t = "edatemperatur

Pada perpindahan panas konveksi, panas yang berpindah dipengaruhi oleh

koefisien perpindahan panas menyeluruh, 9. Koefisien perpindahan panas

menyeluruh " Overall heat transfer coefficience % didefiniskan sebagai aliran panas

menyeluruh sebagai hasil gabungan proses konduksi dan konveksi.

q c = hc A!t

# = 1

1

h1+ $ ( !xk )+ 1h 2


6/8

#imana*

# = Loefisien perpindahan panas men%eluruh

h1 = Koefisien perpindahan panas fluidabagiandalam

h2 = Koefisien perpindahan panas fluidabagianluar

k = Konduktifitastermalmaterial %angdigunakan

!x = Tebalmaterial

Berikut akan dipaparkan beberapa permasalahan yang berkaitan dengan

perpindahan panas secara konveksi pada suatu permukaan benda.

&. Koefisien Perpindahan Panas Secara :enyeluruh Pada Bidang #atar Panas berpindah dari suatu bidang datar dimana pada salah satu sisinya

terdapat fluida panas & dan sisi lainnya terdapat fluida B yang temperaturnya

lebih rendah dari temperatur fluida &. 'ambar (.1( merupakan gambar

skematik perpindahan panas secara konveksi yang melibatkan koefisien

perpindahan panas menyeluruh pada suatu bidang datar.

'ambar (.1( Perpindahan Panas Konveksi Pada Permukaan Benda #atar

B. Koefisien Perpindahan Panas Secara :enyeluruh Pada Silinder Berongga

Suatu silinder berongga terkena lingkungan konveksi dipermukaan bagiandalam dan luar oleh fluida & dan fluida B. !emperatur kedua fluida adalah !&


7/8

dan !B. ;at alir mengalir melalui pipa pada temperatur !&. Perpindahan panas

dari zat alir ke pipa secara konveksi diteruskan le8at pipa secara konduksi dan

selanjutnya ke zat alir yang ada di luar pipa pada temperatur !B secara

konveksi. 'ambar (.1< merupakan gambar skematik perpindahan panas

secara konveksi pada silinder berongga.

'ambar (.1< Skematik Perpindahan Panas Konveksi Pada ilinder Berongga

C. Perpindahan Panas Radiasi

=adiasi &dalah perpindahan panas yang terjadi karenapancaran/sinaran/radiasi gelombang elektromagnetik, tanpa memerlukan media

perantara. Perpindahan panas secara radiasi diilustrasikan oleh seseorang yang

sedang menghangatkan badan dekat perapian. 'ambar (.1> merupapakan gambar

ilustrasi perpindahan panas secara radiasi.

'ambar (.1> Skematik 2lustrasi Perpindahan Panas Secara =adiasi


8/8

Perpindahan panas secara radiasi diformulasikan melalui hukum Stefan-

Boltzman .

q r= Perpindahan panassecararadiasi

&= 'misi(itas benda hitam

) = Konstanta *tefan − "olt+man

A= Luas Penampang

T = *uhumutlak permukaan benda

q r= &)AT 4

Perpinpadahan panas

Documents

Transcript of Perpinpadahan panas