BAB 1
PENDAHULUAN
1. LATAR BELAKANG
Perpindahan kalor dari suatu zat ke zat lain
seringkali terjadi dalam industri proses. Pada kebanyakan pengerjaan, diperlukan
pemasukan atau pengeluaran kalor, untuk mencapai dan mempertahankan keadaan
yang dibutuhkan sewaktu proses berlangsung. Kondisi pertama yaitu mencapai
keadaan yang dibutuhkan untuk pengerjaan, terjadi umpamanya bila pengerjaan
harus berlangsung pada suhu tertentu dan suhu ini harus dicapai dengan jalan
pemasukan atau pengeluaran kalor. Kondisi kedua yaitu mempertahankan keadaan
yang dibutuhkan untuk operasi proses, terdapat pada pengerjaan eksoterm dan
endoterm. Disamping perubahan secara kimia, keadaan ini dapat juga merupakan
pengerjaan secara alami. Dengan demikian, Pada pengembunan dan penghabluran
(kristalisasi) kalor harus dikeluarkan. Pada penguapan dan pada umumnya juga
pada pelarutan, kalor harus dimasukkan. Hukum alam menyatakan bahwa kalor
adalah suatu bentuk energi.
Bila dalam suatu sistem terdapat gradien suhu, atau
bila dua sistem yang suhunya berbeda disinggungkan,maka akan terjadi
perpindahan energi. Proses ini disebut sebagai perpindahan panas (Heat
Transfer). Dari titik pandang teknik (engineering), Analisa perpindahan panas
dapat digunakan untuk menaksir biaya, kelayakan, dan besarnya peralatan yang
diperlukan untuk memindahkan sejumlah panas tertentu dalam waktu yang
ditentukan. Ukuran ketel, pemanas, mesin pendingin, dan penukar panas
tergantung tidak hanya pada jumlah panas yang harus dipindahkan, tetapi
terlebih-lebih pada laju perpindahan panas pada kondisi-kondisi yang
ditentukan. Beroperasinya dengan baik komponen-komponen peralatan, seperti
misalnya sudu-sudu turbin atau dinding ruang bakar, tergantung pada kemungkinan
pendinginan logam-logam tertentu dengan membuang panas secara terus menerus
pada laju yang tinggi dari suatu permukaan. Juga pada rancang-bangun (design)
mesin-mesin listrik, transformator dan bantalan, harus diadakan analisa
perpindahan panas untuk menghindari konduksi-konduksi yang akan menyebabkan
pemanasan yang berlebihan dan merusakan peralatan. Berbagai contoh ini
menunjukkan bahwa dalam hampir tiap cabang keteknikan dijumpai masalah
perpindahan panas yang tidak dapat dipecahkan dengan penalaran termodinamika
saja, tetapi memerlukan analisa yang didasarkan pada ilmu perpindahan panas.
Dalam perpindahan panas, sebagaimana dalam
cabang-cabang keteknikan lainnya, penyelesaian yang baik terhadap suatu soal
memerlukan asumsi (pengandaian) dan idealisasi. Hampir tidak mungkin
menguraikan gejala fisik secara tepat, dan untuk merumuskan suatu soal dalam
bentuk persamaan yang dapat diselesaikan kita perlu mengadakan beberapa
pengira-iraan (approximation).
Dalam
perhitungan rangkaian listrik, biasanya diasumsikan bahwa nilai tahanan,
kapasitansi, dan induktansi tidak tergantung pada arus yang mengalir melaluinya.
Asumsi ini menyederhanakan analisanya, tetapi dalam hal-hal tertentu dapat
sangat membatasi ketelitian hasilnya.
Pada waktu menafsirkan hasil ahir suatu analisa,
kita perlu mengingat asumsi, idealisasi dan pengira-iraan yang telah kita buat
selama mengadakan analisa tersebut. Kadang-kadang kita perlu mengadakan
pengira-iraan keteknikan dalam penyelesaian suatu soal, karena tidak memadainya
keterangan tentang sifat-sifat fisik. Sebagai contoh, dalam merancang bagian-bagian
mesin untuk pengoperasian pada suhu tinggi mungkin kita perlu memakai batas
proporsional (propoyional limit) atau kuat-lelah (fatigue strength) bahannya
dari data suhu rendah. Guna menjamin pengoperasian yang memuaskan dari bagian
mesin ini, perancang harus menerapkan faktor keamanan (safety factor) pada
hasil yang diperoleh dari analisanya.
Pengira-iraan semacam itu perlu pula dalam soal-soal perpindahan panas.
Sifat-sifat fisik seperti konduktivitas termal
atau viskositas berubah dengan suhu, tetapi jika dipilih suatu harga rata-rata
yang tepat , maka penyelesaian soal dapat sangat disederhanakan tanpa
memasukan kesalahan yang cukup besar
dalam hasil ahirnya.
Bila panas berpindah dari suatu fluida ke dinding ,
seperti misalnya didalam ketel, maka kerak terbentuk pada pengoperasian yang
terus menerus dan akan mengurangi laju aliran panas. Untuk menjamin
pengoprasian yang memuaskan dalam jangka waktu yang lama, maka harus ditrapkan
faktor keamanan untuk mengatasi kemungkinan ini. Dalam perpindahan panas ada
tiga jenis perpindahan panas yaitu perpindahan panas dengan cara konduksi,
konveksi, dan radiasi.
2.
TUJUAN
Menentukan
jenis-jenis perpindahan panas dan aplikasi perpindahan panas dibidang teknik
kimia.
3.
MANFAAT
Mahasiswa
dapat mengetahui jenis-jenis perpindaham panas dan pengaplikasian perpindahan
panas dibidang teknik kimia.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
- PENGERTIAN PERPINDAHAN PANAS
Perpindahan
panas dapat didefinisikan sebagai berpindahnya energi dari suatu daerah ke
daerah lainnya sebagai akibat dari beda suhu antara daerah-daerah tersebut.
Karena beda suhu terdapat di seluruh alam semesta, maka aliran panas bersifat
seuniversal yang berkaitan dengan tarikan gravitasi. Tetapi tidak sebagaimana
halnya gravitasi, aliran panas tidak di kendalikan oleh sebuah hubungan yang
unik, namun oleh kombinasi dari berbagai hukum fisika yang tidak saling
bergantungan.
Kepustakaan
perpindahan panas pada umumnya mengenal tiga cara perpindahan panas yaitu,
konduksi (conduction, juga dikenal dengan istilah hantaran), konveksi
(convection, juga dikenal dengan istilah aliran), radiasi (radiartion).
- JENIS-JENIS PERPINDAHAN PANAS
1) PERPINDAHAN PANAS DENGAN CARA
KONDUKSI
Yang dimaksud dengan konduksi ialah pengangkutan kalor
melalui satu jenis zat. Sehingga perpindahan kalor secara hantaran/konduksi
merupakan satu proses pendalaman karena proses perpindahan kalor ini hanya
terjadi di dalam bahan. Arah aliran energi kalor, adalah dari titik bersuhu
tinggi ke titik bersuhu rendah. Perpindahan panas konduksi dan difusi energi
akibat aktivitas molekul Sudah diketahui bahwa tidak semua bahan dapat
menghantar kalor sama sempurnanya. Dengan demikian, umpamanya seorang tukang
hembus kaca dapat memegang suatu barang kaca, yang beberapa cm lebih jauh dari
tempat pegangan itu adalah demikian panasnya, sehingga bentuknya dapat berubah.
Akan tetapi seorang pandai tempa harus memegang benda yang akan ditempa dengan
sebuah tang. Bahan yang dapat menghantar kalor dengan baik dinamakan konduktor.
Penghantar yang buruk disebut isolator. Sifat bahan yang digunakan untuk
menyatakan bahwa bahan tersebut merupakan suatu isolator atau konduktor ialah
koefisien konduksi terma. Apabila nilai koefisien ini tinggi, maka bahan
mempunyai kemampuan mengalirkan kalor dengan cepat. Untuk bahan isolator,
koefisien ini bernilai kecil.
Persamaan umum yang biasa digunakan dalam perpindahan
panas dengan cara konduksi adalah
 |
Keterangan:
H : Panas
k : Konduktivitas termal
T :
Perbedaan suhux :
Perbedaan panjang/ jarak
A :
Luas permukaan
H adalah perpindahan panas dan 
merupakan
gradien suhu kearah perpindahan panas. Konstanta positif k disebut konduktivitas atau
kehantaran termal (thermal konductivity) benda
itu, A adalah luas permukaan, sedangkan tanda minus diselipkan agar memenuhi
hukum kedua termodinamika, yaitu bahwa panas mengalir dari suhu tinggi ke suhu
yang lebih rendah.
merupakan
gradien suhu kearah perpindahan panas. Konstanta positif k disebut konduktivitas atau
kehantaran termal (thermal konductivity) benda
itu, A adalah luas permukaan, sedangkan tanda minus diselipkan agar memenuhi
hukum kedua termodinamika, yaitu bahwa panas mengalir dari suhu tinggi ke suhu
yang lebih rendah.
NILAI KONDUKTIVITAS TERMAL (k) BERBAGAI BAHAN PADA SUHU 0° C
|
Bahan
|
W/m x °C
|
Btu/h x ft x °F
|
|
Logam
|
|
|
|
Perak (murni)
|
410
|
237
|
|
Tembaga (murni)
|
385
|
223
|
|
Aluminium (murni)
|
202
|
117
|
|
Nikel (murni)
|
93
|
54
|
|
Besi (murni)
|
73
|
42
|
|
Baja karbon, 1% C
|
43
|
25
|
|
Timbal (murni)
|
35
|
20,3
|
|
Baja krom-nikel
|
16,3
|
9,4
|
|
(18% Cr, 8% Ni)
|
|
|
|
Bukan Logam
|
|
|
|
Kuarsa (sejajar sumbu)
|
41,6
|
24
|
|
Magnesit
|
4,15
|
2,4
|
|
Marmar
|
2,08-2,94
|
1,2-1,7
|
|
Batu pasir
|
1,83
|
1,06
|
|
Kaca, jendela
|
0,78
|
0,45
|
|
Kayu mapel atau ek
|
0,17
|
0,096
|
|
Serbuk gergaji
|
0,059
|
0,034
|
|
Wol kaca
|
0,038
|
0,022
|
|
Zat cair
|
|
|
|
Air-raksa
|
8,21
|
4,74
|
|
Air
|
0,556
|
0,327
|
|
Amonia
|
0,540
|
0,312
|
|
Minyak Lumas, SAE 50
|
0,147
|
0,085
|
|
Freon 12,CCl2 F2
|
0,073
|
0,042
|
|
Gas
|
|
|
|
Hidrogen
|
0,175
|
0,101
|
|
Helium
|
0,141
|
0,081
|
|
Udara
|
0,024
|
0,0139
|
|
Uap air (jenuh)
|
0,0206
|
0,0119
|
|
Karbon dioksida
|
0,0146
|
0,00844
|
Perpindahan panas konduksi dan difusi energi akibat
aktivitas molekul
Pada umumnya, bahan yang dapat menghantar arus listrik
dengan sempurna (logam) merupakan penghantar yang baik juga untuk kalor dan
sebaliknya. Selanjutnya bila diandaikan sebatang besi atau sembarang jenis
logam dan salah satu ujungnya diulurkan ke dalam nyala api. Dapat diperhatikan
bagaimana kalor dipindahkan dari ujung yang panas ke ujung yang dingin. Apabila
ujung batang logam tadi menerima energi kalor dari api, energi ini akan
memindahkan sebahagian energi kepada molekul dan elektron yang membangun bahan
tersebut. Moleku1 dan elektron merupakan alat pengangkut kalor di dalam bahan
menurut proses perpindahan kalor konduksi. Dengan demikian dalam proses
pengangkutan kalor di dalam bahan, aliran elektron akan memainkan peranan
penting .
Persoalan yang patut diajukan pada pengamatan ini
ialah mengapa kadar alir energi kalor adalah berbeda. Hal ini disebabkan karena
susunan molekul dan juga atom di dalam setiap bahan adalah berbeda.
Untuk satu bahan berfasa padat molekulnya tersusun rapat, berbeda dengan
satu bahan berfasa gas seperti udara. Molekul udara adalalah renggang seka1i.
Tetapi dibandingkan dengan bahan padat seperti kayu, dan besi , maka molekul
besi adalah lebih rapat susunannya daripada molekul kayu. Bahan kayu terdiri
dari gabungan bahan kimia seperti karbon, uap air, dan udara yang terperangkat.
Besi adalah besi. Kalaupun ada bahan asing, bahan kimia unsur besi adalah lebih
banyak.
2) PERPINDAHAN PANAS DENGAN CARA
KONVEKSI
Yang dimaksud dengan konveksi ialah pengangkutan ka1or
oleh gerak dari zat yang dipanaskan. Proses perpindahan ka1or secara
aliran/konveksi merupakan satu fenomena permukaan. Proses konveksi hanya
terjadi di permukaan bahan. Jadi dalam proses ini struktur bagian dalam bahan
kurang penting. Keadaan permukaan dan keadaan sekelilingnya serta kedudukan
permukaan itu adalah yang utama. Lazimnya, keadaan keseirnbangan termodinamik
di dalam bahan akibat proses konduksi, suhu permukaan bahan akan berbeda dari
suhu sekelilingnya. Dalam hal ini dikatakan suhu permukaan adalah T1 dan suhu
udara sekeliling adalah T2 dengan Tl>T2. Kini terdapat keadaan suhu tidak
seimbang diantara bahan dengan sekelilingnya.
Perpindahan kalor dengan jalan aliran dalam industri kimia merupakan cara
pengangkutan kalor yang paling banyak dipakai. Oleh karena konveksi hanya dapat
terjadi melalui zat yang mengalir, maka bentuk pengangkutan ka1or ini hanya
terdapat pada zat cair dan gas. Pada pemanasan zat ini terjadi aliran, karena
masa yang akan dipanaskan tidak sekaligus di bawa kesuhu yang sama tinggi. Oleh
karena itu bagian yang paling banyak atau yang pertama dipanaskan memperoleh
masa jenis yang lebih kecil daripada bagian masa yang lebih dingin. Sebagai
akibatnya terjad sirkulasi, sehingga kalor akhimya tersebar pada seluruh zat.
Aliran
Arus bebas
u
T
T
u q
Tw
Dinding
Laju perpindahan kalor
dihubungkan dengan beda suhu menyeluruh antara dinding dan fluida, dan kuas
permukaan A. Besar h disebut koefisien perpindahan-kalor konveksi (convection
heat-transfer coefficient). Rumus dasar yang digunakan adalah
 |
Keterangan:
H : Perpindahan panas
h : Koefisien konveksi
A : Luas permukaan 
T :
Perpindahan suhu
T :
Perpindahan suhu
Pada perpindahan kalor secara konveksi, energi kalor
ini akan dipindahkan ke sekelilingnya dengan perantaraan aliran fluida. Oleh
karena pengaliran fluida melibatkan pengangkutan masa, maka selama pengaliran
fluida bersentuhan dengan permukaan bahan yang panas, suhu fluida akan naik.
Gerakan fluida melibatkan kecepatan yang seterusnya akan menghasilkan aliran
momentum. Jadi masa fluida yang mempunyai energi terma yang lebih tinggi akan
mempunyai momentum yang juga tinggi. Peningkatan momentum ini bukan disebabkan
masanya akan bertambah. Malahan masa fluida menjadi berkurang karena kini
fluida menerima energi kalor. Fluida yang panas karena menerima kalor dari
permukaan bahan akan naik ke atas. Kekosongan tempat masa bendalir yang telah
naik itu diisi pula oleh masa fluida yang bersuhu rendah. Setelah masa ini juga
menerima energi kalor dari permukan bahan yang kalor dasi, masa ini juga akan
naik ke atas permukaan meninggalkan tempat asalnya. Kekosongan ini diisi pula
oleh masa fluida bersuhu renah yang lain.
Perpindahan panas konveksi
(a) konveksi paksa, (b) konveksi alamiah,
(c) pendidihan, (d) kondensasi
Proses ini akan berlangsung berulang-ulang. Dalam
kedua proses konduksi dan konveksi, faktor yang paling penting yang menjadi
penyebab dan pendorong proses tersebut adalah perbedaan suhu. Apabila perbedaan
suhu .terjadi maka keadaan tidak stabil terma akan terjadi. Keadaan tidak
stabil ini perlu diselesaikan melalui proses perpindahan kalor. Dalam
pengamatan proses perpindahan kalor konveksi, masalah yang utama terletak pada
cara mencari metode penentuan nilai h dengan tepat. Nilai koefisien ini
tergantung kepada banyak faktor. Jumlah kalor yang dipindahkan, bergantung pada
nilai h.
Jika cepatan medan tetap, artinya tidak ada pengaruh luar yang mendoromg
fluida bergerak, maka proses perpindahan ka1or berlaku.
Sedangkan bila kecepatan medan dipengaruhi oleh unsur luar seperti kipas
atau peniup, maka proses konveksi yang akan terjadi merupakan proses
perpindahan kalor konveksi paksa. Yang membedakan kedua proses ini adalah dari
nilai koefisien h-nya.
3) PERPINDAHAN PANAS DENGAN CARA
RADIASI
Yang dimaksud dengan pancaran (radiasi) ialah
perpindahan kalor melalui gelombang dari suatu zat ke zat yang lain. Semua
benda memancarkan kalor. Keadaan ini baru terbukti setelah suhu meningkat. Pada
hakekatnya proses perpindahan kalor radiasi terjadi dengan perantaraan foton
dan juga gelombang elektromagnet. Terdapat dua teori yang berbeda untuk
menerangkan bagaimana proses radiasi itu terjadi. Semua bahan pada suhu mutlak
tertentu akan menyinari
sejumlah energi kalor tertentu. Semakin tinggi suhu bahan tadi maka semakin
tinggi pula energi kalor yang disinarkan. Proses radiasi adalah fenomena
permukaan. Proses radiasi tidak terjadi pada bagian dalam suatu bahan. Tetapi
suatu bahan apabila menerima sinar, maka banyak hal yang boleh terjadi. Apabila
sejumlah energi kalor menimpa suatu permukaan, sebagian akan dipantulkan,
sebagian akan diserap ke dalam bahan, dan sebagian akan menembusi bahan dan terus
ke luar. Jadi dalam mempelajari perpindahan kalor radiasi akan dilibatkan suatu
fisik permukaan.
Rumus untuk
perpindahan panas secara radiasi menerapkan hukum Stefan yaitu:
 |
Keterangan:
e : Emisivitas
:
Konstanta Stefan-Boltzeman (5,67 x 10-8 W/m2K4)
T : Suhu 
Persamaan diatas disebut hukum stefan-boltzman tentang radiasi termal dan
berlaku hanya untuk radiasi benda hitam saja. Benda hitam adalah benda yang
memancarkan energi menurut hukum 
.
.
Bahan yang dianggap mempunyai ciri yang sempurna adalah
jasad hitam. Disamping itu, sama seperti cahaya lampu, adakalanya tidak semua
sinar mengenai permukaan yang dituju. Jadi dalam masalah ini kita mengenal satu
faktor pandangan yang lazimnya dinamakan faktor bentuk. Maka jumlah kalor yang
diterima dari satu sumber akan berbanding langsung sebahagiannya terhadap
faktor bentuk ini. Dalam pada itu, sifat terma permukaan bahan juga penting. Berbeda
dengan proses konveksi, medan aliran fluida disekeliling permukaan tidak penting,
yang penting ialah sifat terma saja. Dengan demikian, untuk memahami proses
radiasi dari satu permukaan kita perlu memahami juga keadaan fisik permukaan
bahan yang terlibat dengan proses radiasi yang berlaku.
Perpindahan panas radiasi
(a) pada
permukaan, (b) antara permukaan dan lingkungan
Proses perpindahan kalor sering terjadi secara
serentak. Misalnya sekeping plat yang dicat hitam. Lalu dikenakan dengan sinar
matahari. Plat akan menyerap sebahagian energi matahari. Suhu plat akan naik ke
satu tahap tertentu. Oleh karena suhu permukaan atas naik maka kalor akan berkonduksi
dari permukaan atas ke permukaan bawah. Dalam pada itu, permukaan bagian atas kini
mempunyai suhu yang lebih tinggi dari suhu udara sekeliling, maka jumlah kalor
akan disebarkan secara konveksi. Tetapi energi kalor juga disebarkan secara
radiasi. Dalam hal ini dua
hal terjadi, ada kalor yang dipantulkan dan ada kalor yang dipindahkan ke
sekeliling.
Berdasarkan kepada keadaan terma permukaan, bahan yang di pindahkan dan
dipantulkan ini dapat berbeda. Proses radiasi tidak melibatkan perbedaan suhu.
Keterlibatan suhu hanya terjadi jika terdapat dua permukaan yang mempunyai suhu
yang berbeda. Dalam hal ini, setiap permukaan akan menyinarkan energi kalor
secara radiasi jika permukaan itu bersuhu T dalam unit suhu mutlak. Lazimnya
jika terdapat satu permukaan lain yang saling berhadapan, dan jika permukaan
pertama mempunyai suhu T1 mutlak sedangkan permukaan kedua mempunyai suhu T2 mutlak,
maka permukaan tadi akan saling memindahkan kalor .
Selanjutnya juga penting untuk diketahui bahwa :
1. Kalor radiasi merambat lurus.
2. Untuk
perambatan itu tidak diperlukan medium (misalnya zat cair atau gas).
BAB
3
APLIKASI
DI BIDANG TEKNIK KIMIA
1.
APLIKASI
PERPINDAHAN PANAS PADA THERMOS
Pada saat
mendidihkan air panas, berarti kita mendapatkan air panas. Bagaimana caranya
agar air ini tetap panas? Tentunya kita masukkan ke dalam thermos. Thermos
merupakan salah satu alat untuk menyekat kalor. Bagaimanakah cara kerja thermos
hingga dapat menyekat kalor agar air tetap panas? Pada thermos terdapat dinding
kaca di mana bagian dalam dan bagian luarnya dibuat mengkilap. Bagian dalam
kaca dibuat mengkilap agar kalor dari air panas tidak terserap pada dinding.
Sementara bagian luar dinding kaca dibuat mengkilap berlapis perak agar tidak
terjadi perpindahan kalor secara radiasi. Ruang hampa di antara bagian dalam
dan luar berfungsi untuk mencegah perpindahan kalor secara konveksi. Tutup
thermos terbuat dari bahan isolator, seperti gabus, untuk mencegah terjadinya
perpindahan kalor secara konduksi. Dengan demikian air di dalam thermos tetap
panas.
2.
APLIKASI
PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI DALAM MEDAN ALIRAN PAKSA MENGGUNAKAN ALGORITMA
SIMPLE
Aplikasi ini
merupakan aplikasi pada geometri dua plat datar. Perpindahan kalor konveksi
dalam medan aliran merupakan gejala yang dipengaruhi oleh distribusi kecepatan
aliran dan sifat-sifat fluida setempat. Distribusi kecepatan dalam medan aliran
ini harus memenuhi dua persamaan secara serentak. persamaan momentum dan
persamaan kontinuitas. Bila harga tekanan yang tepat disubstitusi ke dalam
persamaan momentum, maka medan kecepatan yang dihasilkan akan memenuhi
persamaan kontinuitas.
Algoritrna
SIMPLE (Semi-Implicit Method fur Pressure-Linked Equalioiis, Patankar, 1972)
merupakan salah satu metoda untuk mendapatkan medan tekanan yang
"tepat" yang diawali dengan menebak medan tekanan dan kecepatan pada
awal iterasi. Substitusi harga tebakan ini ke dalam persamaan momentum memberikan
medan kecepatan yang selanjutnya dikoreksi agar memenuhi persamaan kontinuitas.
Medan tekanan juga dikoreksi dengan suatu faktor relaksasi yang harus
ditentukan untuk mendapatkan konvergensi solusi. Pada tugas akhir ini,
algoritma SIMPLE, diterapkan ke dalam sistem aliran udara di antara dua plat
datar yang dipanaskan. Simulasi dilakukan pada berbagai kondisi kecepatan
aliran serta temperatur dan jarak antar plat. Persyaratan konvergensi yang
dipilih untuk menghentikan iterasi adalah bahwa selisih harga antara kecepatan
dari persamaan momentum dan kecepatan dari persamaan kontinuitas tidak melebihi
1% (relatif terhadap kecepatan setempat) untuk seluruh titik grid dalam medan
aliran. Dari simulasi ini dapat diperoleh distribusi temperatur dan kecepatan
pada seluruh titik dalam medan aliran udara di antara dua plat datar (sepanjang
domain simulasi). Distribusi temperatur yang telah diperoleh selanjutnya dapat
digunakan untuk menghitung distribusi bilangan Nusselt sepanjang arah aliran
udara. Sebagai hasilnya, diperoleh distribusi bilangan Nusselt yang berubah
secara asimtotik menuju harga yang bervariasi di sekitar 7,534 - 7,542. Hasil
ini cukup dekat dengan data yang terdapat di dalam referensi (Ozisik, Iieul
Iiwi /erj) di mana bilangan Nusselt berubah secara asimtotik menuju harga
7,541.
3.
APLIKASI
DALAM CFD
Aplikasi CFD Dalam Kehidupan Computational
Fluid Dynamics atau CFD adalah analisis sistem yang melibatkan aliran fluida, perpindahan panas dan fenomena-fenomena
terkait seperti reaksi kimia dengan cara simulasi berbasis komputer.
APLIKASI CFD
Ø
Dalam perancangan
instalasi perpipaan
Aplikasi dari piranti lunak berbasis metoda
nemrik adalah dalam perancangan instalasi perpipaan. Dengan bantuan piranti
lunak ini proses perancangan menjadi lebih mudah karena analisis terhadap
rancangan langsung dapat diketahui hanya dengan menggambarkan instalasi
rancangan. Umumnya piranti lunak yang tersedia di pasaran menyediakan fasilitas
untuk berbagai boundary conditions seperti single atau double acting
displacement, single atau double acting rotational, translational dengan
bi-linear stiffness, snubbers, guide dan limit stop, tie-rod assembly, gap dan
friksi, dan lain-lain.
Ø
Aplikasi pada Industri
Di bidang Aerospace : memperkirakan aliran
fluida pada pesawat dan juga menentukan material yang akan dipakai oleh
pesawat, simulasi bagian mana dari pesawat yang akan menerima kalor dan tekanan
paling tinggi akibat gesekan dengan atmosfir saat meninggalkan atau menuju
bumi, merancang dan mendisain bentuk pesawat, drag force dan lift force, etc.
Di
bidang proses industry : design dan analisa pipa pada industry oil & gas,
analisa blade pompa, proses terjadinya kavitasi pada pompa maupun pipa, Heat
Exchanger., water mixer, milk heater, etc
Ø
Aplikasi di bidang
otomotif
Di bidang Otomotif : penentuan sifat
aerodinamik pada bagian kendaraan, pergerakan kendaraan pada terowongan, system
wiper, Fuel rail, Muffler, catalytic converter, natural convection with
radiation ( head lamp), alternator, etc.
Powerplant : simulasi keadaan yang terjadi selama proses
generasi -Di bidang listrik berlangsung, yang umumnya terjadi
pada boiler(PLTU), sehingga dapat mengetahui erosi partikel, korosi,
perpindahan panas terutama didalam tube (pipa), particle drying (pengeringan
partikel), ignition (pengapian), dan burnout dynamics (pergerakan api
pembakaran). mengetahui karakteristik api, karakteristik turbin, keadaan
didalam boiler, pipa, efisiensi optimal cooling tower, optimasi waste (PLTG)
Di bidang Elektronika : analisa aliran thermal di dalam
assembli computer, pada tata letak server database.
Di bidang HVAC (Heat Ventilating Air Conditioner) :
perpindahan kalor dan distribusi kontaminan dalam dimensi ruang (tiga dimensi),
distribusi aliran udara dan tempratur, parameter kenyaman tata letak ruangan,
Air Cond. Duct system pada Mass transport, building, etc
Di bidang kesehatan : simulasi aliran darah dalam pembuluh
darah arteri dan vena , menjelaskan efek pernapasan dari partikael-partikel
berukuran berbeda dalam tubuh manusia , kontaminasi udara, air, atau fluida
lainnya.
DAFTAR
PUSTAKA
Kreith,Frank dan Arko prijono.prinsip-prinsip perpindahan
panas.Edisi ketiga. Erlangga:Jakarta.1997.
Holman, J.P., dan jasjfi.Perpindahan Kalor.Edisi
keenam.Erlangga:Jakarta.1997
Incropera, F.P., dan Dewitt, D.P., Fundamental
of Heat and Mass Transfer, John Wiley & Sons, 2002.
Kern, D.Q., Process Heat Transfer, Mc Graw Hill,
New York, 1950.
McCabe, Smith dan Harriots, Unit Operations in Chemical Engineering,
Mc Graw Hill,1985.
Holman, J.P., Heat Transfer, Mc Graw Hill, New
York, 1987.
http://E-Learning
USU-inherent/perpindahan panas.html
No comments:
Post a Comment