PERPINDAHAN PANAS DASAR

OLEH :1. ARIS NOVIANTO2. M. SYAFII

MODUL 8

ALIRAN MENYILANG SILINDER DAN BOLA

Selama lapisan batas tetap laminar dan tertib, perpindahan kalor dapat dihitung dengan analisis lapisan batas. Tetapi dalam analisis itu kita perlu memperhitungkan gradien atau landaian tekanan ( pressure gradien).

Aliran p um Uum

Gambar. Silinder dalam aliran silang

CONTOH SOAL 1

Udara pada 1 atm dan 27°C bertiup melintasi bola yang diameternya 12mm dengan kecepatan bebas 4 m/s. Di dalam bola itu terdapat pemanas kecil yang menjaga agar suhu permukaannya tetap 77°C. Hitunglah rugi kalor dari bola tersebut !

PENYELESAIAN SOAL 1

T ∞ = 27°C = 300°KV = 15,69 x 10-6 m2/sPr = 0,708

Pada Tw = 77°C = 350°K didapat:μw = 2,075 x 10-5

Angka Reynoldsnya adalah Re d = (4)(0,012) = 3059 15,69 x 10-6

k = 0,02624 W/m2 °C.μ ∞ = 1,8462 x 10-5 kg/m.s

Dari persamaan yang dibuat oleh Whitaker :

Nu = 1/4

= 31,40Dan

PENYELESAIAN SOAL 1

Perpindahan kalornya :

Perbandingan pers. McAdamsSuhu film Tf = (350+300)/2 = 325 Sehingga :

vf = 18,23 x 10-6 m2/s

PENYELESAIAN SOAL 1

kf = 0,02814 W/m °C.

Dan angka Reynoldnya adalah :Re d = ) = 2633

Dari persamaan yang dibuat oleh McAdams :

Nu f = = 41,73Dan

PENYELESAIAN SOAL 1

Hasil perhitungan pers. Whitaker dan McAdams sangat berbeda, sebab : Whitaker menggunakan T ∞ = 27°C dengan alasan T ∞ & Tw harganya relatif dekat.Sedangkan McAdams menggunakan Tf dengan alasan T∞ & Tw harganya relatif jauh.

KESIMPULAN SOAL 1

Udara pada 1 atm dan 35°C mengalir melintas silinder yang diameternya 5 cm. Pada kecepatan 50 m/s. suhu permukaan silinder dijaga pada 150°C. Hitunglah rugi kalor per satuan panjang silinder !

CONTOH SOAL 2

Mula – mula tentukan Reynold Numbernya.

μf = 2,14 x 10-5 .s atau 0,0486 lbm/h.ftKf = 0,0312 atau 0,018 Btu/h.ft °FPr = 0,695Re f = ρud/ μ =

PENYELESAIAN SOAL 2

Dari daftar diperoleh :C = 0,0266 n = 0,805

Sehingga Knudsen dan Katz, diperoleh :

atau 30,2 Btu/h.ft

PENYELESAIAN SOAL 2

Perpindahan panas per satuan panajngnya adalah :

PENYELESAIAN SOAL 2

TERIMA KASIH