Download - Perpan Konveksi Kelompok 3
![Page 1: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/1.jpg)
Presentasi Perpindahan PanasYour company information
![Page 2: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/2.jpg)
Kelompok 3
• Nama Kelompok :
1. indra nur zainu arifin
2. eko bagus
3. husein saifulloh k
![Page 3: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/3.jpg)
A. Konveksi paksa pada aliran dalam saluran tertutup
Pada aliran dalam saluran tertutup sesungguhnya kecepatannya bervariasi, yaitu berkisar antara nol pada permukaan dalam saluran hingga mencapai kecepatan maksimum pada titik tengah saluran untuk perhitungan maka digunakan kecepatan rata-rata Vm yang diasumsikan konstan sepanjang aliran. Laju aliran massa fluida dalam saluran tertutup adalah m= ρVmAc
ρ = densitas fluida
Ac = luas penampang saluran.
![Page 4: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/4.jpg)
Distribusi kecepatan aktual dan ideal
![Page 5: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/5.jpg)
1. Saluaran tertutup bernampang lingkaran
Saluran tertutup yang paling paling banyak digunakan adalah pipa, yaitu saluran dengan penampang aliran berbentuk lingkaran. Aliran dalam saluran dalam pipa juga dapat berupa aliran laminar ataupun turbulen. Adapun bilangan Reynolds untuk aliran alam piapa adalah
Re = V = kecepatan rata-rata fluida v = viskositas kinematik
Pada aliran dalam pipa bilangan Reynold kritis adalah 2300, sehingga
Re < 2300 aliaran laminer 2300 ≤ Re ≤ aliaran transisiRe > 10000 aliaran turbulen
![Page 6: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/6.jpg)
Pada liran dalam pipa berlaku persamaan umum bilangan Nusselt rata-rata
Nu =
Jika fluida memasuki suatu pipa, maka dibutuhkan panjang tertentu hingga aliran tersebut dapat dikatakan dalam kondisi aliran penuh, yaitu mempunyai distribusi kecepatan ataupun temperatu berbentuk parabola. Panjang masuk termal dan hidrodinamik untuk aliran laminar adalah
Lh, laminar = 0,05 Re D
Ll, laminar = 0,05 Re Pr D
Sedangkan pada aliaran turbulen Lh,turbulent = Ll, turbulent = 10 D
![Page 7: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/7.jpg)
2. Saluran tertutup berpenampang selain lingkaran
Untuk penampang saluran tertutup selain lingkaran, maka
persamaan aliran dalam saluran berpenampang lingkaran, yaitu pipa, masih dapat digunakan dengan mengganti variabel D dengan diameter hidrolik Dh sesusai persamaan
Dh =
Ac dan p masing-masing adalah luas keliling penampang saluran.
![Page 8: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/8.jpg)
![Page 9: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/9.jpg)
Dalam penentuan laju aliran perpindahan kalor dan temperatur fluida keluar saluran maka terdapat 2 kondisi dinding saluran, yaitu fluks kalor dinding konstan dan temperatur dinding konstan.
![Page 10: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/10.jpg)
Kondisi fluks kalor permukaan konstan
Untuk kondisi fluks kalor permukaan konstan maka laju perpindahan kalor Q = mCp (Te – Tl)
Dan temperatur keluar
Te = Tl +
![Page 11: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/11.jpg)
Kondisi temperatur konstan
Untuk kondisi temperatur konstan maka temperatur keluar adalah Te = Ts – ( Ts – Tl ) e
–hA/mCp
Sedangkan laju perpindahan kalornya Q = hA∆Tln
Dengan ∆Tln =
=
![Page 12: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/12.jpg)
Penurunan tekanan yang terjadi pada aliran dalam pipa adalah
Dengan f adalah fluida faktor kekarasan, L panjang pipa, D diameter Pipa, ρ densitas fluida, dan Vm kecepatan rata-rata fluida. Pada aliran laminar faktor kekasaran adalah
f =
Untuk menghitung bilangan Nusselt rata-rata pada kondisi aliran laminar dapat digunakan persamaan Sieder Tate
Dengan µb adalah viskositas dinamik fluida pada temperatur borongan sedangkan µs adalah viskositas dinamik fluida pada temperatur permukaan.
![Page 13: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/13.jpg)
Tabel bilangan Nusselt rata-rata untuk aliran laminar pada berbagai penampang saluran
![Page 14: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/14.jpg)
Faktor kekasaran untuk aliran turbulen pada pipa halus dapat menggunakan persamaan F = 0,184 Re-2 (pipa halus)Pada pipa berdinding kasar untuk menghitung faktor kekasaran dapat dapat digunakan persamaan Colebrook
Atau dalam bentuk eksplisit menggunakan persamaan Haaland
![Page 15: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/15.jpg)
Pr ≤ 160Re > 10000n = 0,3 untuk pemanasann = 0,4 untuk pendinginan
Bilangan Nusselt rata-rata pada aliran pipa juga terdapat beberapa persamaan. Jika dimasukan faktor kekasaran maka bilangan Nusselt rata-rata dapat dihitung menggunakan persamaan Chilton-ColburnNu =0,125fRe Pr 1/3
dengan melakukan subsitusi persamaan ke persamaan diperoleh persamaan Colburn untuk alairan turbulen pada pipa berdinding halus
Nu = 0,023 Re 0,8 Pr 1/3
Selain kedua persamaan tersebut, dapat jiga digunakan persamaan Dittus Bolteruntuk aliran turbulen
Nu = 0,023 Re 0,8 Prn
![Page 16: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/16.jpg)
B. Alairan diantara dua pipa
Salah satu jenis alat penukar kalor adalah jenis pipa ganda ( double pipe ), yang terdiri dari dua buah pipa kosentrik ( mempunyai sumbu yang sama ). Pada pipa ganda terdapat aliran 2 fluida, yaitu pada pipa dalam serta diantara pipa dalam da luar (bagian annulus) seperti terlihat pada gambar 3.28
![Page 17: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/17.jpg)
Untuk aliran diantara dua pipa diameter hidrouliknya adalah
Tabel Nilai Bilangan Nusselt Rata-rata Berdasarkan Nilai Di/Do
![Page 18: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/18.jpg)
Contoh soal15°C dengan laju aliran massa 0,3 kg/s dan
dipanaskan oleh uap yang terkondensasi dipermukaan luar pada 120°C . jika koefisien perpindahan kalor rata-rata 800W/m2.°C, hitung panjang pipa yang diperlukan untuk memanaskan air menjadi 115.
![Page 19: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/19.jpg)
Penyelesaian:
• Kalor spesifik air dihitung pada temperatur rata-rata (15+115) /2 = 65 adalah 4187 J /kg. . Kalor kondensasi uap pada 120 adalah 2203 kJ / kg
• Laju aliran kalor
Q = mCP∆t = ( 0,3 kg/s ) (4,187 kJ/kg.) (115 – 15 ) = 125,6 kW
• LMTD
• Luas permukaan perpindahan kalor yang diperlukan
![Page 20: Perpan Konveksi Kelompok 3](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051217/5695d0c61a28ab9b0293d15a/html5/thumbnails/20.jpg)
Panjang pipa yang diperlukan