natural convection flow

PERCOBAAN NATURAL CONVECTION FLUID FLOW

PERCOBAAN NATURAL CONVECTION FLUID FLOW

Laboratorium Teknik Kimia I 2012

Praktikan:

1) AINUR ROHMAN 23101000782) HARIS SYUKRA P 2310100150

ASISTEN: RAHMA FITRIANI

Laboratorium Teknik Kimia 1 2012

KELOMPOK 22 (SELASA)

www.themegallery.com

Apakah Tujuan Percobaan ini ?

Natural Convection Fluid Flow

bertujuan mengukur dan membandingkan dengan teori, aliran

fluida akibat pemanasan.

Laboratorium Teknik Kimia 1 2012

Dasar Teori

Jenis-jenis perpindahan kalor:1. Radiasi (pancaran) Radiasi adalah perpindahan panas melalui ruang melalui gelombang elektromagnetik. Pada radiasi, panas yang dipindahkan tidak membutuhkan suatu medium fisik seperti halnya pada konveksi dan konduksi. Contoh perpindahan panas radiasi yang penting adalah perpindahan panas dari Matahari ke bumi melalui ruang hampa udara.

Geankoplis, 2003: 237)

Dasar Teori 2.Konduksi (hantaran) Pada konduksi, panas disalurkan melalui solid, liquid, dan gas. Panas dikonduksikan melalui transfer energi kecepatan antara molekul-molekul. Selain itu, konduksi dapat juga dilakukan melalui elektron bebas, yang mana penting dalam konduksi logam. Contoh konduksi adalah pemanasan dengan heat exchanger, perpindahan kalor pada logam ceret pemasak air atau batang logam pada dinding tungku. Laju perpindahan kalor secara konduksi sebanding dengan gradien suhu.

(Geankoplis, 2003: 236)Rumus:

Dimana k disebut konduktivitas termal sehingga didapatkan persamaan di atas yang disebut juga dengan Hukum Fourier tentang konduksi kalor. Tanda minus (-) menunjukkan arah perpindahan kalor

terjadi dari temperatur tinggi ke temperatur rendah.

Dasar Teori 3.Konveksi (aliran) Perpindahan panas melalui konveksi merupakan perpindahan panas melalui bulk transport dan pencampuran elemen makroskopik dari bagian yang lebih hangat dengan bagian yang lebih dingin dari gas atau liquid. Pada proses ini, media atau benda yang menghantarkan kalor juga ikut berpindah, seolah-olah kalor dibawa oleh media tersebut. Contoh konveksi adalah aliran air yang dipanaskan dalam panci.

Dasar Teori

Rumus Konveksi:

(Hk. Newton) (Bilangan Nusselt) (Bilangan Prandalt)

Jenis-jenis aliran

1. Aliran laminer, yaitu aliran dengan fluida yang bergerak dalam lapisan-lapisan (lamina) dengan satu lapisan meluncur secara lancar. 2. Aliran turbulen, yaitu aliran dimana pergerakan dari partikel-partikel fluida sangat tidak menentu karena mengalami pencampuran serta putaran partikel antar lapisan.3. Aliran transisi, merupakan aliran peralihan dari aliran laminar ke turbulen.

Jenis-jenis aliran

Cara membedakan jenis aliran

Aliran laminar mempunyai bilangan Re<2300, sedangkan aliran turbulen Re>4000. Transisi diantara laminer dan turbulen.

www.themegallery.com

Alat dan Bahan yang digunkan

Laboratorium Teknik Kimia 1 2012

1. Alat:Pipa UHeaterGelas ukur 100 mlStopwatchMeteran 2. BahanAir

www.themegallery.com

Prosedur Percobaan

Menyalakan power

Membuka valve dan mengatur flowrate air yang masuk sampai terjadi kesetimbangan pada

ketinggian pipa

START

Menunggu sampai 30 menit hingga alat dan pemanasan pada heater stabil.

Pada menit ke 0 (setelah 30 menit) mencatat pembacaan suhu T1 ; T2* ; T2 ; T3 ; T4 ; T5.

Mengukur ketinggian air pada pipa aliran air masuk (h1) dan pipa aliran air keluar (h2)

Mengukur flowrate air yang keluar

END

Menghidupkan heater bagian bawah dan Temperatur Recorder

Mengulang langkag 5-7 dengan rentan waktu setiap 8 menit sampai diperoleh suhu air keluar (T3) yang konstan

www.themegallery.com

Skema Alat Percobaan

Keterangan Gambar :

1. Heater Bawah2. Heater Atas3. Air Keluar4. T1

5. T2

6. T2*7. T4

8. T5

9. Pengatur Flowrate10. Pengatur Display Suhu11. Display Suhu (T1-T5)12. Display Suhu (T2*)13. Power Heater Atas14. Power Heater Bawah15. Lampu Indikator yang Menyala16. T317. h air masuk18. h air keluar

www.themegallery.com

Hasil didapat dari PercobaanFlowrate masuk : L/menit

Heater : bawah

Power, W : W

Waktu

(menit)Flowrate keluar (L/menit)

h1

(cm)

h2

(cm)

T1

(°C)

T2*

(°C)

T2

(°C)

T3

(°C)

T4

(°C)

T5

(°C)

0

8

16

24

32

40

48

56

64

72

80

www.themegallery.com

Cara perhitungan:1. Menghitung NRe dan Menghitung Faktor Friksi dengan Rumus Hagen-Poiseuille

NRe = Din pipa . vinlet . air

μair

 fD = 64

Nre2. Menghitung Panjang Ekivalen Pipa U beserta FittingnyaPanjang ekivalen ditentukan dengan cara pengukuran.Dari hasil pengukuran diperoleh panjang pipa ekivalen beserta fittingnya.

Le = (x1+x2+x3+x4+x5)cm=…..m3. Menghitung Total Kehilangan Energi Akibat Friksi dengan Menggunakan Rumus Darcy

hf = fD . Le . v2 . 2*Din pipa

4. Memasukkan hasil perhitungan nomor 1, 2, dan 3 pada persamaan berikut : 

v2 1(2 - 1) + g (h1. 1 – h2. 2) = hf 2 2

 5. Menghitung Panas yang Diserap Air (Q)

Q = m . Cp. (Tout – Tin)

www.themegallery.com

Cara perhitungan:6. Menghitung Heat Transfer Coefficient

h =___Q_____ A * TT = Ts – Ta

A = . Din . L

7. Menghitung Nu, Pr, Gr, dan Ra   

SEKIANTERIMA KASIH