PERPINDAHAN PANAS PADA FIN Dimas Firmanda Al Riza (DFA)

1. PINDAH PANAS (TPE 4231/2/W) – KP&BIO PERPINDAHAN PANAS PADA FINDimas 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 • Presentasi (TugasKelompok) • UTS

3. Perpindahanpanaspada fin (sirip) • Pendahuluan fin • Jenis2 Fin • Analisaumumkonduksipada fin • Fin uniform padairisanmelintang • Performansi fin • Efisiensi total permukaan

4. Pendahuluan • Apakah Fin (Extended Surface/Sirip) itu? Merupakantambahanluasan yang bertujuanuntukmemperbesarlajuperpindahanpanas. Padababini fin merupakantambahanluasanpadabendapadat yang mengalamiperpindahanpanaskonduksipadabendaitusendiridankonveksidenganlingkungan.

5. Contohaplikasi

6. Contohaplikasi

7. Sebutkancontohpenerapan fin yang lain!

8. Macam-macam fin • Padaaplikasinyajenis fin yang dipilihtergantungpadaruang yang tersedia, berat, prosespembuatan, biaya, dantentunyabesarperpindahanpanastambahan yang dapatdihasilkan. Semakinbanyak fin makamungkinluasnyasemakinbesaruntukperpindahanpanas yang lebihbesar, akantetapiakanmenyebabkan pressure drop jugauntukaliranfluida yang melewati fin.

9. Analisaumumkonduksipada fin

10. Analisaumumkonduksipada fin

11. Analisaumumkonduksipada fin • ataudapatditulis pula dalambentuk:

12. Fin uniform padairisanmelintang

13. Fin uniform padairisanmelintang • Karena T∞konstanmaka:

14. Fin uniform padairisanmelintang • Untukmendapatkan C1 dan C2 makaperluditetapkankondisibatas, pertamayaitukondisibataspada basis fin (x=0): • Sedangkankondisibatasuntukujung fin dapatdikategorikanmenjadi 4 kondisiyaitu: • A) terjadikonveksidiujung fin; • B) Konveksidiujung fin dapatdiabaikandanujung fin dianggapadiabatis; • C) Temperaturdiujung fin ditentukan • D) Panjang fin takhingga

15. Fin uniform Kasus A - Terjadikonveksidiujung • Kondisi A, kondisibatas yang keduayaitukesetimbanganenergipadaujung fin pindahpanaskonduksisamadengankonveksi. Dengansubstitusikondisibataspadapersamaandiatasmakadapatditemukan: • Kemudiandenganbeberapamanipulasimatematisakandidapatkanpersamaandistribusitemperatur:

16. Fin uniformKasus B C dan D • UntukKasus B: • Untukkasus C: • Dan untukkasus D:

17. Rangkumanuntuksetiapkasus

18. Soal 1 Fin silinder yang sangatpanjangberdiameter 5 mm memilikitemperatur 100 oCpadabagianpangkal (basis)-nya. Ujungnyamemilikitemperatur 25 oCkontakdenganudaradengankoefisienpindahpanaskonveksi 100 W/m2K. • Tentukandistribusitemperatursepanjang fin jika fin tersebutterbuatdaritembagamurni (k=398 W/m). Hitungkehilanganpanas yang terjadikarena fin tersebut! • Perkirakanseberapapanjang fin tersebut agar perhitungandenganasumsipanjang fin takhinggamenjadiakurat

19. Jawab 1 Makapersamaan yang digunakanadalahuntukkasus D: Dan untuklajupindahpanasnya:

20. Jawab 1 Panjang fin bisadianggaptidakhinggajikalajuperpindahanpanasantaraujung fin dan basis adalahkonstan, makabisadibandingkanantarapersamaanberikutakanmemilikinilai yang sama: NilainyasamajikatanhmL >= 0.99 ataumL>= 0.265

21. Performansi Fin • Telahdijelaskanbahwapenggunaan fin bertujuanuntukmempercepatperpindahanpanaskelingkungandenganmenambahluasefektifuntuk transfer panas. Akantetapibagaimanapun fin itusendiridapatmerepresentasikanresistansikonduksidaripermukaanaslinya. Denganadanyahalinimakatidakdapatdijaminbahwapenambahan fin selaluakanmepercepatperpindahanpanas. Untukituperluadanyaevaluasiapakahpenambahan fin tersebutefektifuntukmempercepatperpindahanpanas. Efektivitas fin inidapatdihitungdenganmenggunakanrumussebagaiberikut: danuntuk fin takhingga: • Efektifitas fin jugadapatdiwakilidenganresistansi thermal sebagaiberikut:

22. Performansi Fin • Performansi fin dapatjugadiwakilidenganefisiensi yang dirumuskansebagaiberikut • Jikalebar fin persegijauhlebihpanjangdaritebalnyamaka:

23. Performansi Fin

24. Performansi Fin

25. Efisiensi total permukaan • Efisiensi total daripermukaan yang memiliki fin adalahsebagaiberikut: • Lajupindahpanastotalnyaadalah:

26. Efisiensi total permukaan • Resistansi thermal fin:

27. Efisiensi total permukaan • Resistansi thermal fin:

28. Tugas (PR) dikumpulkan minggu depan Carisoaltentang fin danjawablah!

29. TUGAS KELOMPOK (untukpertemuanterakhirsebelum UTS) Buatlah paper/review paper/jurnaluntukdipresentasikan, denganmemilihsalahsatudaritopikberikutini: • Metodepengukurankonduktivitas thermal • Fin dengan area melintang non-uniform • Aplikasi fin • Aplikasi heat transfer pada food processing • Bioheat – perpindahanpanaspadamanusia • Unsteady-state heat transfer • Simulasikomputerperpindahanpanas / CFD

30. TUGAS KELOMPOK (untukpertemuanterakhirsebelum UTS) • 1 Kelompok 5 orang • Paper tidaklebihdari 4 halaman, format bebas • PPT maksimum 20 halaman • Waktupresentasi 10 menit (7 menitpresentasi, 3 menittanyajawab) • Semuaanggotakelompokharusaktif, yang tidakaktifakandikurangi 5% darinilaimaksimumkelompoktersebut • You have options to presents your works in English or Bahasa Indonesia (The maximum points for presentation in English will be 100%, and in Bahasa Indonesia is 95%)

31. Thank’s!

32. Back