PERPINDAHAN PANAS KONDUKSI PADA

BIDANG DATAR

Laju perpindahan panas, q aliran Temperatur potensial Konduktivitas thermal, k

tebal bahan, Δx tahananluas permukaan, AAnalogi listrik (Hk. Ohm)

Bila aliran panas dinyatakan dengan analogi listrik menjadi :

PERPINDAHAN PANAS KONDUKSI PADA SATU BIDANG DATAR (SLAB)

HK. FOURIER

CONSO Sebuah dinding dengan tebal 6 in dan luas permukaan (10 x

18) ft2, masing – masing permukaan dipertahankan pada suhu 14000F dan 4000F. Berapa kehilangan panas melintasi dinding? Dinding dibuat dari kaolin mengisolasian batubata.

Penyelesaian : Diket : ΔX = 6 in = 6/12 = 0,5 ft

A = (10 x 18) = 180 ft2

T1 = 1400 F

T2 = 400 F

Dit : Q...? Jawab :

Mencari k yaitu untuk bahan isolasi kaolin, ambil pada suhu rata – rata yaitu : Trata – rata = ( T1 + T2 )/ 2 = 900 F

Sehingga k = 0,15 Btu/jam (ft)2(oF/ft) Maka didapat Q = 54000 Btu/jam

PERPINDAHAN PANAS KONDUKSI PADA SATU SERI BAHAN

Aliran panas dilewatkan pada bidang datar yang disusun berlapis-lapis dengan bahan yang berbeda-beda.

Aliran panas masuk dengan suhu T1 dan keluar dengan suhu T4. Suhu antar muka masing-masingnya adalah T2 dan T3.

Contoh: padakonstruksifurnace, boiler, dll.

Persamaan aliran panas untuk seluruh bidang datar adalah :

Rth adalah jumlah tahanan thermal Untuk bahan yang disusun seri : Persamaan aliran panas untuk bidang

yang disusun seri adalah

Pada keadaan steady state, panas yang masuk pada sisi muka sebelah kiri harus sama dengan panas yang meninggalkan sisi muka sebelah kanan,

Sehingga

CONSO Dinding tungku terdiri dari tiga lapisan

yaitu bagian paling dalam adalah batu bata tahan api (firebrick) setebal 9 in dengan k = 0,67 Btu/hr (ft)2(oF/ft). Bagian tengah batu bata pemisah (isolating brick) setebal 5 in dengan k = 0,15 Btu/hr (ft)2(oF/ft) dan bagian paling luar batu bata bangunan (building brick) dengan k = 0,45 Btu/hr (ft)2(oF/ft) setebal 7 in. Tungku dioperasikan pada suhu 1650 F dan diharapkan dinding bagian paling luar dapat dipertahankan suhunya 125oF. Berapa kehilangan panas (heatloss) tiap ft2, dan berapa suhu tiap lapisan ?

PENYELESAIAN Diket : T1 = 1650 F T4 = 125 F

XA = 9/12 = 0,75 ft kA = 0,67 Btu/hr (ft)2(oF/ft)

XB = 5/12 = 0,42 ft kB = 0,15 Btu/hr (ft)2(oF/ft)

XC = 7/12 = 0,58 ft kC = 0,45 Btu/hr (ft)2(oF/ft) Dit : a) Q/A...?

b) T2 dan T3

Jawab :Rumus yang digunakan :

 

= 5,028 hr F/Btu

Jadi Heatloss pada tiap ft2 adalah :

PERPINDAHAN PANAS KONDUKSI MELALUI BAHAN YANG DISUSUN SERI DAN PARALEL

Dinding yang terdiri atas beberapa macam bahan yang dihubungkan seri dan paralel dialiri panas. Perpindahan panas konduksi dianggap berlangsung hanya satu arah (arah x).

Analogi listrik untuk susunan seri dan paralel

Untuk menyelesaikan susunan di atas maka tahanan yang disusun paralel harus diselesaikan lebih dahulu sehingga pada akhirya akan terbentuk susunan seri

Untuk susunan paralel :

Persamaan aliran panas untuk susunan diatas

Penyelesaian persamaan aliran panas untuk susunan seri dan paralel adalah :