dasar – dasar perpindahan kalor

7/24/2019 DASAR DASAR PERPINDAHAN KALOR

1/16

MAKALAH

DASAR DASAR PERPINDAHAN KALOR

OLEH :

1. NURHALIMAH (.)

2. RAMINI (.)

PROGRAM STUDI MATEMATIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS PASIR PENGARAIAN

ROKAN HULU

2016


2/16

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah Swt yang telah

memberikan rahmat serta hidayah kepada kita semua, sehingga

berkat karunia-Nya kami dapat menyelesaikan makalah dengan

judul Dasar-Dasar Perpindahan Kalor/Panas! "akalah ini

merupakan salah satu tugas pada mata kuliah Kalor dan

Peerpindahannya!

Penulis mengu#apkan terima kasih kepada semua pihakyang telah membantu dalam menyelesaikan tugas makalah ini

sehingga selesai tepat waktu!

Kami berharap semoga makalah ini dapat berman$aat bagi

penulis sendiri maupun kepada pemba#a pada umumnya! Kami

menyadari bahwa makalah ini jauh dari kesempurnaan! %leh

karena itu, kami berharap kritik dan saran dari pemba#a yang

bersi$at membangun untuk makalah ini!

Kumu, &ebruari '()*

Penyusun

)


3/16

DAFTAR ISI

Kata Pengantar .............................................................................................i

Daftar Isi .......................................................................................................ii

BAB I PENDAHULUAN

1.1..........................................................................................................Latar

Belakang ........................................................................................1

1.2..........................................................................................................Rumusan Masalah .....................................................................................2

1...........................................................................................................!u"uan

.........................................................................................................2

BAB II PEMBAHA#AN

1.1. Per!"#$%$" P$"$& .....................................................................

1.2. M$'$$'$ Per!"#$%$" P$"$&...........................................

BAB III PENU!UP

.1. Kesim$ulan ..................................................................................... 1%

.2. #aran ............................................................................................. 1%

DA&!AR PU#!AKA

'


4/16

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Perpindahan kalor dari suatu +at ke +at lain seringkali

terjadi dalam industri proses! Pada kebanyakan pengerjaan,

diperlukan pemasukan atau pengeluaran kalor, untuk men#apai

dan mempertahankan keadaan yang dibutuhkan sewaktu proses

berlangsung! Kondisi pertama yaitu men#apai keadaan yang

dibutuhkan untuk pengerjaan, terjadi umpamanya bila

pengerjaan harus berlangsung pada suhu tertentu dan suhu ini

harus di#apai dengan jalan pemasukan atau pengeluaran kalor!

Kondisi kedua yaitu mempertahankan keadaan yang dibutuhkan

untuk operasi proses, terdapat pada pengerjaan eksoterm dan

endoterm! Disamping perubahan se#ara kimia, keadaan ini dapat

juga merupakan pengerjaan se#ara alami! Dengan demikian,

Pada pengembunan dan penghabluran kristalisasi kalor harus

dikeluarkan! Pada penguapan dan pada umumnya juga pada

pelarutan, kalor harus dimasukkan! .ukum alam menyatakan

bahwa kalor adalah suatu bentuk energi!

ila 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 .eat 0rans$er! Dari titik pandang teknikengineering, Analisa perpindahan panas dapat digunakan untuk

menaksir biaya, kelayakan, dan besarnya peralatan yang

diperlukan untuk memindahkan sejumlah panas tertentu dalam

waktu yang ditentukan! 1kuran 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!

)


5/16


6/16

)! Apakah pengertian dari perpindahan panas7'! Apa saja jenis dan pengertian dari perpindahan kalor7

C. Tujuan

)! "emahami pengertian perpindahan kalor'! "engetahui jenis-jenis dan pengertian kalor

8


7/16

BAB II

PEMBAHAAN

A. Per!"n#ahan Panas

Perpindahan panas merupakan ilmu untuk meramalkan

perpindahan energi dalam bentuk panas yang terjadi karena

adanya perbedaan suhu di antara benda atau material! Dalam

proses perpindahan energi tersebut tentu ada ke#epatan

perpindahan panas yang terjadi, atau yang lebih dikenal dengan

laju perpindahan panas! "aka ilmu perpindahan panas juga

merupakan ilmu untuk meramalkan laju perpindahan panas yang

terjadi pada kondisi-kondisi tertentu! Perpindahan kalor dapat

dide3nisikan sebagai suatu proses berpindahnya suatu energi

kalor dari satu daerah ke daerah lain akibat adanya perbedaan

temperatur pada daerah tersebut! Ada tiga bentuk mekanisme

perpindahan panas yang diketahui, yaitu konduksi, kon6eksi, dan

radiasi!

B. Ma$am%ma$am Per!"n#ahan Panas

)! Perpindahan panas konduksiPerpindahan kalor se#ara konduksi adalah proses

perpindahan kalor dimana kalor mengalir dari daerah yang

bertemperatur tinggi ke daerah yang bertemperatur rendah

dalam suatu medium padat, #air atau gas atau antara medium-

medium yang berlainan yang bersinggungan se#ara langsungsehingga terjadi pertukaran energi dan momentum!

Gam&ar '.Perpindahan panas konduksi pada dinding

9aju perpindahan panas yang terjadi pada perpindahan

panas konduksi adalah berbanding dengan gradien suhu normal

sesuai dengan persamaan berikut

Persamaan Dasar Konduksi :

;


8/16

Keterangan :

= > 9aju Perpindahan Panas kj / det,?

k > Kondukti3tas 0ermal ?/m!@

A > 9uas Penampang mB

d0 > Perbedaan 0emperatur @, @&

dC > Perbedaan 2arak m / det

0 > Perubahan Suhu @, @&

d0/d4 > gradient temperatur kearah perpindahan kalor!konstanta

positi$ k disebut kondukti3tas atau kehantaran termal benda

itu, sedangkan tanda minus disisipkan agar memenuhi hokum

kedua termodinamika, yaitu bahwa kalor mengalir ketempat

yang lebih rendah dalam skala temperatur!

.ubungan dasar aliran panas melalui konduksi adalah

perbandingan antara laju aliran panas yang melintas permukaan

isothermal dan gradient yang terdapat pada permukaan tersebut

berlaku pada setiap titik dalam suatu benda pada setiap titik

dalam suatu benda pada setiap waktu yang dikenal dengan

hukum $ourier!

Dalam penerapan hokum &ourier persamaan ) pada suatudinding datar, jika persamaan tersebut diintegrasikan maka akan

didapatkan :

=k> 0'-0)


9/16

menurut hubungan linear dengan temperatur, seperti K = K0(1 +

T), maka persamaan aliran kalor menjadi:

=k>

merupakan persamaan dasar tentang kondukti6itas termal!

erdasarkan rumusan itu maka dapatlah dilaksanakan

pengukuran dalam per#obaan untuk menentukan kondukti6itas

termal! erbagai bahan pada umumnya, kondukti6itas termal itu

sangat bergantung pada suhu!

Daftar tabe kondukti!itas ter"a berbagai bahan pada 0 o#

K(n#ukt")"tas TermalBahan *+m.(C Btu+h.,t.(-$oga"

Perak murni ;)( '8F0embaga murni 'GE ''8

Nikel murni '(' ))Fesi murni H8 E;

aja karbon, )I F8 ;'

0imbal murni ;8 'Eaja karbon- nikel )GI #r, GI ni 8E '(,8%ukan oga"

Kuarsa sejajar sumbu ;),* ';"agnesit ;,)E ',;"armar ',(G J ',H; ),'- ),F

atu pasir ),G8 ),(*Ka#a, jendela (,FG (,;E

Sayu maple atau ek (,)F (,(H*Serbuk gergaji (,(EH (,(8;

?ol ka#a (,(8G (,(''&at 'airAir-raksa G,') ;,F;

Air (,EE* (,8'FAmonia (,E;( (,8)'

"inyal humas, SA E( (,);F (,(GE&reon )', ''&L (,(F8 (,(;'

as.idrogen (,)FE (,)().elium (,);) (,(G)1dara (,('; (,()8H

1ap air jenuh (,('(* (,())H

*


10/16

karbondioksida (,();* (,((GG;;

'! Perpindahan panas kon6eksi

Kon6eksi adalah perpindahan panas karena adanya gerakan/

aliran/ pen#ampuran dari bagian panasa ke bagian yang dingin!

ontohnya adalah kehilangan pana dari radiator mobil,

pendinginan dari se#angkir kopi, dan lain-lain! "enurut #ara

menggerakkan alirannya, perpindahan panas kon6eksi

diklasi3kasikan menjadi dua, yakni kon6eksi bebas $ree

#on6e#tion dan kon6eksi paksa $or#ed #on6e#tion!

Gam&ar .Perpindahan panas kon!eksiProses pemanasan atau pendinginan 5uida yang mengalir

didalam saluran tertutup seperti pada gambar ' merupakan

#ontoh proses perpindahan panas! 9aju perpindahan panas pada

beda suhu tertentu dapat dihitung dengan persamaan

= > - hA

)! Kon6eksi bebas

F


11/16

ang mana aliran 5uida disebabkan oleh adanya perbedaan

temperature dalam 5uida!'! Kon6eksi paksa

ang mana aliran disebabkan oleh beberapa #ara yang

berasal dari luar! "isalnya dari $an, pompa, ataupun itupann

angina! Kon6eks paksa dalam pipa merupakan persoalan

perpindahan kon6eksi untuk aliran dalam atau yang disebut

dengan internal 5ow! Adapun aliran yang terjadi dalam pipa

adalah 5uida yang dibatasi oleh suatu permukaan , sehingga

lapisan batas tidak dapat berkembang se#ara bebas seperti

halnya pada aliran luar! Perpindahan panas kon6eksi paksa

dalam kenyataannya sering dijumpai, karena dapat

meningkatkan e3sien pemanasan maupun pendinginan satu

5uida dengan 5uida yang lain!

Perpindahan panas kon6eksi sebagai perpindahan energi

terjadi dalam 5uida akibat e$ek kombinasi dari konduksi dan

pergerakan kasar 5uida! Adapaun energi yang dipindahkan

adalah energi dalam 5uida! egitu pula dengan kon6eksi sebagai

pertukaran panas latent yang dihubungkan dengan perubahan

$ase antara keadaan #airan dan uap 5uida! Dengan

memperhatikan kondisi aliran 5uida tanpa melihat #ara

perpindahan panas kon6eksi!

Dalam menentukan nilai dari koe3sien perpindahan kalor

kon6eksi perlu diperhatikan beberapa parameter tak berdimensi

dimana:

Sejumlah besar parameter dibutuhkan untuk menjelaskan

perpindahan kalor

Parameter tersebut dalam dikelompokkan bersama untuk

membentuk suatu nilai ke#il parameter tak berdimensiDalam hal ini ,emberikan persamaan umum menjadi lebih

sederhana dimana koe3sien perpindahan kalor dapat dihitung!

Adapun parameter tak berdimensi seperti bilang Oeynolds,

G


12/16

bilangan Nusselt, dan bilangan Prandtl biasa digunakan dalam

menentukan nilai dari koe3sien perpindahan kalor!a ilangan Oeynolds

ilangan Oeynold merupakan besaran 3sis yang tidak

berdimensi! ilangan ini dipergunakan sebagai a#uan dalam

membedakan aliran laminar dan turbulen di satu pihak dan dilain

pihak dapat diman$aatkan sebagai a#uan untuk mengetahui

jenis-jenis aliran yang belangsung dalam air! .al ini didasarkan

pada suatu tempat mengalirnya air, sering terjadi perubahan

bentuk aliran yang satu menjadi aliran yang lain! Perubahan

bentuk aliran ini pada umumnya tidaklah terjadi se#ara tiba-tiba

tetapi memerlukan waktu, yakni suatu waktu yang relati6e

pendek dengan diketahuinya ke#epatan kritis dari suatu aliran!

Ke#epatan kirtis ini pada umumnya akan dipengaruhi oleh

usayaran pipa! 2enis +at #air yang lewat dalam pipa tersebut!0erdapat empat besaran yang menentukan apakah

aliran tersebut digolongkan alira laminar ataukah aliran turbulen!

Keempat besaran tersebut adalah massa jenis air, ke#epatan

aliran, kekentalan dan diameter pipa! Kombinasi dari

keempatnya akan menunjukkan besarnya bilangan Oeynold!

1ntuk menentukan nilai dari Oeynold number Oe untuk aliran

dalam pipa digunakan: Oe > !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

EDimana:Oe : bilangan Oeynold

: ke#epatan aliran masssa kg/m

'

sD : diameter pipa m

: 6iskositas dinamik 5uida Ns/m'b ilangan Nusselt

ilangan Nusselt Nu dide$enisikan sebagai rasio

perpindahan kalor kon6eksi 5uida dengan perpindahan kalor

konduksi 5uida dalam kondisi yang sama! ilangan Nusselt untuk

aliran dalam pipa dapat dituliskan:

H


13/16

Nu >


14/16

bahan, maka sebagian radiasi dipantulkan, sebagian diserap dan

sebagian diteruskan seperti pada gambar '!8, sedangkan

besarnya energi:

pan#aran> T A0;


15/16

)'


16/16

DA-TAR PUTAKA

.alli, Ahlu! '()'! Koefesien perpindahan panas enggunakan

Pro* Kotak pada at Penukar Kaor! &0 1ni6ersitasLndonesia! Depok

Oi+al! '((G! Peran'angan Ther"a dan ektrika! &0 1ni6ersitas

Lndonesia! 2akarta!

Ookhman, 0au3=! '()'! Perpindahan Panas!http://tau3=rokhman!#om/'()'/(H/(;/perpindahan-panas/!Diakses pada tanggal '8 No6ember '();!

)8
http://taufiqrokhman.com/2012/09/04/perpindahan-panas/http://taufiqrokhman.com/2012/09/04/perpindahan-panas/

dasar – dasar perpindahan kalor

Documents