modul praktikum otk i - heat conduction apparatus

7/17/2019 Modul Praktikum OTK I - Heat Conduction Apparatus

1/7

HEAT CONDUCTION APPARATUS

I. Tujuan

1. Mengetahui prinsip dan cara kerja Heat Conduction Apparatus.

2. Mengetahui cara menghitung konduktivitas termal suatu material.

3. Mengetahui proses heat transfer.

4. Mengetahui penerapan hukum fourier pada kondisi linier atau radial pada

material logam.

5. Mengetahui aplikasi dari Heat Conduction Apparatus.

II. Tinjauan Pustaka

Konduksiadalah perpindahan panas ang mengalir dari daerah ang

!ertemperatur tinggi ke daerah ang !ertemperatur le!ih rendah di dalam suatu

medium "padat# cair atau gas$ atau antara medium%medium ang !erlainan# tetapi

!ersinggungan secara langsung "kontak langsung$. &ada kondisi ini perpindahan

panas terjadi aki!at kontak langsung antara molekul molekul dalam medium atau

'at terse!ut tanpa adana perpindahan molekul ang cukup !esar.

A. Persamaan Dasar Perpindahan Panas Konduksi

&ersamaan dasar pada perpindahan panas secara konduksi adalahHukum Fouriers"Fouriers law$. (e!agai contoh se!ilah !idang "gam!ar 1$#

ang memiliki distri!usi temperatur T"x$# dapat dinatakan dengan persamaan)

qx" =dX

dTk "1$

*am!ar 1 &erpindahan panas konduksi satu dimensi

Korps Asisten Laboratorium Proses dan Operasi Teknik Kimia 15


2/7

+lu, panas qx""- m2$ adalah perpindahan panas pada arahxsetiap satuan

luas tegak lurus dengan arah perpindahan# dan se!anding dengan gradien

temperatur# dT dx# pada arah ini. /onstanta kadalah se!uah sifat transport

ang dikenal dengan nama konduktivitas panas "- m./$ ang menatakan

karakteristik dari !ahan dinding. 0anda minus "%$ adalah konsekuensi dari

kenataan !aha panas dipindahan pada arah temperatur ang menurun.

&ada kondisi stead state# dimana distri!usi temperatur adalah linier# gradien

temperatur dapat dinatakan dengan )

dx

dT

L

TT!"

"2$

qx" L

TTk !"

"3$

atau

qx" L

TTk "!

"4$

L

T

k

&ersamaan ini adalah persamaan panas flu,# ang menatakan perpindahan

panas setiap satuan luas. &erpindahan pnas konduksi# qx" "-$#

melalui se!uah dinding dengan luasAadalah hasil dari flu, panas dan luas#

qx qx"A.

. Perpindahan Panas Konduksi pada Dindin! er"apis

angkaian termal dapat digunakan juga pada sistem ang le!ih

kompleks# seperti dinding !erlapis# ang terdiri dari !e!erapa rangkaian seri

dan paralel dimana dimana setiap lapisan memiliki material ang !er!eda.



3/7

&erpindahan panas pada dinding !erlapis diperlihatkan pada gam!ar

!erikut ini.

*am!ar 2 (e!uah rangkaian termal seri pada dinding !erlapis6aju perpindahan panas satu dimensi untuk sistem ini dinatakan dengan )

qx =

t

#$#!

%

TT"5$

qx

A&Ak

L

Ak

L

Ak

L

A&

TT

$'

'

(

(

A

A

!

#$#!

11++++

C. Perpindahan Panas Koduksi Pada Sistem Radia"

Contoh amg umum untuk sistem ini adalah silinder# ang memiliki

permukaan luar dan permukaan dalam ang diekspos pada fluida ang

memilki per!edaan temperatur. 7ntuk kondisi stedi dimana tidak ada panas

ang di!angkitkan maka !entuk persamaan perpindahan panas adalah )



4/7

dr

dTk

dr

d

rr

1 9 "$

*am!ar 3 &erpindahan panas konduksi pada silinder

6aju energi ang dikonduksikan melalui se!uah permukaan silinder adalah

qr dr

dTAk

( )dr

dTLr)"k* "8$

6aju perpindahan panas qr adalah konstan pada arah radial. /ita dapat

menghitung distri!usi temperatur di dalam silinder dengan memecahkan

persamaan dengan memakai asumsi !aha kadalah konstan.

0emperatur pada arah rdapat dicari dengan persamaan se!agai !erikut )

T"r$ 2#s221

2#s1#s0

r

rln

$r.rln"

00+

":$

;istri!usi temperatur ang dianalogikan dengan konduksi radial pada se!uah

didinding silinder adalah tidak linier. 6aju perpindahan panas pada silinder

adalah

qr

2

1

2#s1#

r

rln

$" TTkL)"

s "


5/7

;ari persamaan ini !entuk persamaan dari tahanan termal adalah

%t# +ond

kL)"

r

r

2

1ln

"19$

III. #etodo"o!i

A. A"at dan ahan

Alat ang digunakan# aitu)

1. &oer (uppl.

2. (tavolt.

3. Heat Conduction Apparatus.

4. 6inier Module dan adial Module.

5. &ompa.

. =m!er.

>ahan ang digunakan# aitu)

1. Air pendingin.

2. Contoh Material# aitu) /uningan !esar ?A@# /uningan /ecil ?>@

dan (tainless (teel ?C@.

. Prosedur Per$o%aan

1. angkailah alat.

2. Hidupkan poer suppl.

3. Aturlah panas "attmeter$ sesuai ang dikehendaki untuk sistem linier

atau sistem radial.

4. Catatlah temperatur masuk air pendingin ketika poer suppl

dihidupkan.

5. Catatlah harga%harga temperatur ang ter!aca untuk T1# T2# sampai

dengan T


6/7

&em!acaan temperatut 01 samapi 0 dan C untuk setiap variasi sistem.

I&. Hasi" Pen!amatan Dan Perhitun!an

A. Hasi" Pen!amatan

1. (istem 6inier

Material Tin , T! T T- T$ T. T/ T0 T1 T2

/uningan >esar

/uningan /ecil

(tainless (teel

2. (istem adial

Material Tin , T! T T- T$ T. T/ T0 T1 T2

6ogam

3. ;ata 7kuran Material

a. (isten 6inier

/uningan >esar 3 mm

/uningan /ecil 3 mm

(tainless (teel 3 mm

/ete!alan x mm

!. (istem adial

ari%ari ;alam r9 mm

ari%ari 6uar r6 mm

/ete!alan L mm



7/7

. Perhitun!an

1. &erhitungan /onduktivitas 0ermal

4istem Linier 5

k 6TA

6x,

4istem %adial 5

k

6TL

r

r,

2

ln9

6

2. &erhitungan Harga 77ntuk (etiap 6ogam

XH 3#5 19%2m

X5 4#9 19%2m

TH5 T1

THi Ti1

TCi Ti2

TC5 T

modul praktikum otk i - heat conduction apparatus

Documents