Konduksi Tunak Satu Dimensi ( lanjutan ) Dimas Firmanda Al Riza (DFA)

1. PINDAH PANAS (TPE 4231/2/W) – KP&BIO KonduksiTunakSatuDimensi (lanjutan)Dimas Firmanda Al Riza (DFA)

2. SILABUS • Pendahuluan (Mekanismeperpindahanpanas, konduksi, konveksi, radiasi) • PengenalanKonduksi (Hukum Fourier) • PengenalanKonduksi (ResistensiTermal) • Konduksitunak 1D pada: • KoordinatKartesian/Dindingdatar • KoordinatSilindris (Silinder) • KoordinatSferis (Bola) • Konduksidisertaidengangenerasienergipanas • PerpindahanpanaspadaSirip (Fin) • Konduksimantap 2 dimensi • Pengayaan/Presentasi (TugasKelompok) • UTS

3. REVIEW • Pendahuluan (Mekanismeperpindahanpanas, konduksi, konveksi, radiasi) • PengenalanKonduksi (Hukum Fourier) • PengenalanKonduksi (ResistensiTermal) • Konduksitunak 1D pada: • KoordinatKartesian/Dindingdatar • KoordinatSilindris (Silinder)

4. Penurunanpersamaandasarkonduksi

5. Perbandinganantarakoordinatkartesian, silinderdan bola KoordinatSilinder Koordinat T(r,,z) Kontrol volume dr, rd, dz Koordinat Bola Koordinat T(r,,θ) Kontrol volume dr, r sin θ d, rdθ KoordinatKartesian Koordinat T(x,y,z) Kontrol volume dx, dy, dz

6. Konduksipadakoordinat bola • Analisakonduksipadakoordinat bola Koordinat T(r,,θ) Kontrol volume dr, r sin θ d, rdθ

7. Persamaanumumkonduksipadakoordinat bola Persamaanumumkonduksipadakoordinatkartesian Persamaanumumkonduksipadakoordinat bola

8. Hukum Fourier koordinat bola

9. Konduksipada bola berongga (1D) • Jikakonduksihanya 1D padaarah rmaka: • Untukmencaripersamaandistribusitemperatur

10. Resistansitermalpada bola berongga (1D)

11. Konduksipada bola berongga (1D) DindingRangkap • Suatu bola dapatdilapisidengandindingrangkapsepertigambardibawah

12. Soal 1 • Sebuah bola beronggaterbuatdarialumunium (k = 250 W/m.oC) dengan diameter dalam 4 Cm dan diameter luar 10 Cm. Suhubagiandalamadalah 120 oCdansuhuluar 60 oC. Hitunglahperpindahankalornya !

13. PanduanMengerjakanSoal • Diketahui • Ditanyakan • Skema • Assumsi • Properties • Analisa • Komentar

14. Rangkumanpersamaankonduksitanpapembangkitanenergi

15. Tugas (PR) dikumpulkanminggudepan (Soal 1) • Tentukankoefisienpindahpanas total bola beronggadengansusunansepertigambardibawahdenganmemperhitungkankonveksidibagiandalam bola danluar bola, gambarkan pula analogidengansistemlistriknya!

16. Materikuliahpindahpanas • Pendahuluan (Mekanismeperpindahanpanas, konduksi, konveksi, radiasi) • PengenalanKonduksi (Hukum Fourier) • PengenalanKonduksi (ResistensiTermal) • Konduksitunak 1D pada: • KoordinatKartesian/Dindingdatar • KoordinatSilindris (Silinder) • KoordinatSferis (Bola) • Konduksidisertaidengangenerasienergipanas • PerpindahanpanaspadaSirip (Fin) • Konduksimantap 2 dimensi • Presentasi (TugasKelompok) • UTS

17. Konduksidisertaipembangkitanenergipanas • Pembangkitanenergidalam material dapatterjadidiantaranyakarenakonversienergididalam material menjadienergipanas, yang paling umumadalahkonversienergilistrikmenjadienergitermalpadakonduktorlistrik (pemanasanohmik). Lajupembangkitanenergipanasnyadapatdiekspresikansebagai: Pembangkitanenergiiniterjadimeratadalam medium dengan volume V. Makalajupembangkitanvolumetrik:

18. Konduksidisertaipembangkitanenergipanaspadadindingdatar • Persamaanumumdifusipanaspadakoordinatkartesian Makajikadalamkondisi steady state, tidakadaperubahanenergi storage, 1 dimensipadaarah x danterdapatgenerasienergi, persamaannyaakanmenjadisebagaiberikut:

19. Konduksidisertaipembangkitanenergipanaspadadindingdatar Persamaanumumnya: Boundary condition: Denganpenerapan boundary condition padapersamaanumummakadidapat: Substitusi C1 dan C2 kepersamaanumum:

20. Konduksidisertaipembangkitanenergipanaspadadindingdatar Persamaanumumnya: Untukkondisigambar b: Temperaturmaksimumadalahpada T(0) yaitu: Distribusitemperatur:

21. Konduksidisertaipembangkitanenergipanaspadadindingdatar Dari gambar b, apabiladianggapsalahsatusisidindingterisolasisempurna (adiabatis) makadigambarkansepertigambar c. Karenasatusisiadiabatismakaperpindahanenergipanashanyaterjadidisatusisi yang lain . Maka flux konduksisamadengan flux konveksi

22. Soal 2 • Sebuahdindingdatarterdiridarikomposit material A dan B. Material A memilikigenerasipanas uniform q˙= 1.5 x 106 W/m3, kA=75 W/m.Kdanketebalan LA = 50 mm. Material B tanpagenerasipanasdengankB = 150 W/m.Kdanketebalan LB=20 mm. Dindingdalam material A terisolasisempurna (adiabatis), sedangkansisiluardinding B didinginkandenganaliran air dengan T∞= 30 oCdan h=1000 W/m2.K. • Gambarkansketsanya! • Hitungtemperaturdidalamdanluardindingkomposit!

23. Jawab 2

24. Jawab 2 Kondisi steady state sehinggaenergi input (generasienergipada material A samadenganenergi output).

25. Jawab 2 Temperaturpada material A yang berbatasandengandindinginsulasi T1 dapatdiperolehdengananalogilistrik: dengan

26. Jawab 2 Sehingga

27. Tugas (PR) dikumpulkanminggudepan (Soal 2) • Sebuahdindingdatarterbuatdari material konduktorlistrik, memilikihambatanlistrik 0.1 Ohm, dialiriaruslistriksebesar 10 Ampere. Konduktivitas material adalahkC=75 W/m.KdanketebalanLdinding = 100 mm. Keduasisidindingtersebutsama-samadidinginkandengantemperaturlingkungan T∞. Temperaturpermukaandindingadalah =125 oC.GambarsketsanyadanHitungtemperaturditengahdalamdinding!

28. PanduanMengerjakanSoal • Known • Find • Schematic • Assumptions • Properties • Analysis • Comments

29. Thank u n c u