Top Banner

of 18

Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

Jun 03, 2018

Download

Documents

Lattiff A'r
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
  • 8/12/2019 Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

    1/18

  • 8/12/2019 Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

    2/18

    Ada dua cara penyelesaian perpindahan panasdengan 2 arah, yaitu:

    1. Cara Relaksasi

    2. Cara Maping

  • 8/12/2019 Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

    3/18

    a 2

    b2 b1

    2

    a 1

    1 3

    a 3

    b23

    Q 23

    b 12

    Q 12

    b3

    x

    y

    Langkah penyelesaian:

    T1 T2 T3

    Membagi bidang menjadi 4bagian.

    Panas yang mengalir :

    = . . .( )

    3 = . . .( 3 )

    dengan z= lebar sektor

    Panas yang diserap di titik 2:

    = 3 = . . .

    . . .( 3 )

  • 8/12/2019 Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

    4/18

    Jika x = y, maka :

    Harga.

    disimbolkan dengan 2 , yang menunjukkan bahwa perbedaantemperatur sebanding dengan panas yang timbul di titik 2, sehingga:

    Untuk kondisi mantap ( Steady-State ), tidak ada kalor diserap di titik 2,

    sehingga:

    Secara umum dirumuskan sebagai:

    = . . ( ) . . ( 3 )

    = . . ( 3 2 )

    . = ( 3 2 )

    = ( 3 2 )

    3 2 = 0 = 3

    2

    = +

  • 8/12/2019 Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

    5/18

    Suhu sebelah luar dari benda adalah 800 0Cdan 200 0C. Untuk kondisi mantap, tentukansuhu pada bidang batas 2 dan 3.

    800 0C200 0C

    21 43

  • 8/12/2019 Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

    6/18

    800 0C 200 0C

    21 43

    T2 T4T3T1

    Temperatur pada titik 2:

    Temperatur pada titik 3: 3 = 2

    = 200

    2

    = 32

    =800 3

    2

    Substitusi kedua persamaan:

    2 3 = 200 2 3 =

    800 32

    200

    3 = 400 = 600

  • 8/12/2019 Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

    7/18

    STEP T1 2 T2 2 T3 T4 1 800 200

    2 800 200

    3 800 200

    4 800 200

    5 800 200

    6 800 200

    7 800 200

    .

    .

    .

    11 800 200

    http://d/HEAT%20TRANSFER/soal1.xlsx
  • 8/12/2019 Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

    8/18

  • 8/12/2019 Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

    9/18

  • 8/12/2019 Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

    10/18

    Laju perpindahan kalor tiap elemen luas: =

    Untuk pembagian elemen dengan ukuran yang sama, maka bedasuhu antar sisi elemen luas:

    =

    dimana: N = jumlah pembagian elemen arah laju kalor

    Untuk M jumlah pembagian arah x dengan lebar 1, maka luas

    penampang aliran kalor: = . 1

    sehingga:

    = . 1 .

  • 8/12/2019 Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

    11/18

    Untuk = , maka laju perpindahan kalor: =

    dimana disebut sebagai shape factor (S)

    Laju perpindahan kalor secara umum pada berbagai bentuk bendaadalah:

    =

  • 8/12/2019 Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

    12/18

    a 2

    b 2 b 1

    a 1 a 3

    c2

    Q 3

    c1

    Q 1 b 3

    x

    y

    Langkah penyelesaian:

    Tb2 Tb3

    Panas yang mengalir ke b 2 :

    = . . .( )

    = . . . ( )

    dengan z= lebar sektor

    Panas yang diserap di titik b 2:

    = 3 = . . .

    3

    c3 Tc1

    Tc2 Tc3

    Ta3

    Ta2

    Tb1

    Ta1

    Q 2

    Q 4

    3 = . . .( 3 )

    = . . .( )

  • 8/12/2019 Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

    13/18

    Jika x = y, maka :

    Harga.

    disimbolkan dengan 0 , yang menunjukkan bahwa perbedaantemperatur sebanding dengan panas yang timbul di titik b2, sehingga:

    Untuk kondisi mantap ( Steady-State ), tidak ada kalor diserap di titik b 2,

    sehingga:

    = . . 3 ( )

    . = 3 4

    3 4 = 0 = 3

    4

    = . . 3 4

    . = 3 4

  • 8/12/2019 Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

    14/18

    m,nm-1,n

    m+1,n

    m,n-1

    m,n+1

    x

    y

    Secara umum dirumuskan sebagai:

    , =, , + , + ,

    4

  • 8/12/2019 Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

    15/18

    Contoh:

    1 2

    43

    100 0 C

    500 0 C

    100 0 C

    1000C

    Tentukan :

    a. Distribusi Suhu

    b. Laju Aliran Panas

  • 8/12/2019 Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

    16/18

  • 8/12/2019 Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

    17/18

    Dari Persamaan (1)

    600 + T2 + T3 4T1 = 0600 + T1 + T3 4T1 = 0600 + T3 3T1 = 0 ...................(5)

    Dari Persamaan (3)200 + T1 + T4 4T3 = 0200 + T1 + T3 4T3 = 0200 + T1 3T3 = 0 ..................(6)

    Maka dari persamaan (5) dan (6)

  • 8/12/2019 Perpindahan Panas Konduksi Dua Arah

    18/18

    600 + T3

    3T1

    = 0 600 + T3

    3T1

    = 0

    200 + T1

    3T3

    = 0 600 + 3T1

    9T3

    = 0

    8T3 = 1200

    Substitusi ke pers (5) atau (6)600 + T 3 3T1 = 0600 + 150 3T1 = 0750 = 3T 1T1 = 250 0CMaka :T1 = T2 = 250 0C

    T3 = T4 = 150 0C

    1200 8T3 = 0+

    T3 = 150 0C