SIFAT SIFAT TERMIS. Pendahuluan

Transkripsi

1 SIFAT SIFAT TERMIS Pendahuluan Apliai pana ering digunaan dalam proe pengolahan bahan hail pertanian. Untu dapat menganalii proe-proe terebut ecara aurat maa diperluan informai tentang ifat-ifat thermi dari bahan hail pertanian yang diproe terebut. Sebagai contohnya ifat thermi eperti pecific heat, heat conductant, latent heat dan lain-lain diperluan dalam analii proe heating, cooling, freezing dan lain-lain.

2 Unit Surface Conductance (h) Definii Unit urface conductance : ondutivita pana dari lapian fluida yang relatif diam yang diaumian meleat pada permuaan bahan padat elama pemanaan atau pendinginan. Nama lainnya adalah oefiien perpindahan pana, unit film conductance, dan film coefficient. Unit Surface Conductance (h) h = q A.T Satuan h : W/m, J/.m., Btu/hr.ft o F onveri : Btu/hr.ft o F = 5,68 J/.m. Equivalent dengan /L pada ondui pana

3 Unit Surface Conductance (h) Contoh nilai h : Boiling liquid 4 4 Btu/hr.ft o F evaporai Still air Btu/hr.ft o F refrigerai Moving air Btu/hr.ft o F air drying (pengeringan) Latent heat (pana laten) Pana laten adalah pana yang dibutuhan untu merubah wujud uatu bahan pada teanan ontant tanpa perubahan temperatur. Untu food - pana laten pembeuan - pana laten pencairan Untu air pada teanan atmofer E Cair Uap pana laten pembeuan 335 j/g pana laten penguapan 57 j/g 3

4 Latent heat (pana laten) Contoh pana laten beberapa produ : Lettuce a : 94,8% 36,3 (37,6) J/g Strawberrie a : 94, 36,5 (34,9) J/g entang a : 77,8 58, (6,6) J/g Peramaan Lamb (976) L = 355 m w m w = frai berat.a. L = pana latent (J/g ) Specific heat (pana peifi) Pana peifi merupaan uuran yang menunjuan jumlah pana yang dibutuhan untu menaian temperatur atu atuan berat bahan ebear atu atuan unit temperatur. q C mt Satuan C : j g g atau. cal onveri :. cal g j = 4,8 g 4

5 Specific heat (pana peifi) Nilai C tergantung temperatur C turun dengan turunnya temperatur Contoh : - air T : 59 F C : 4,8 J/g. - e T : 3 F C :,4 J/g. - uu di ata T beu C : 3,89 J/g. - uu di bawah T beu C :,5 J/g. Air dipaai ebagai cooling medium arena C- nya bear Specific heat (pana peifi) Hubungan antara pana peifi dan ompoii bahan. C = m w.c w + m C C w = 4,8 J/g. C =,46 J/g. m w & m = frai berat air dan bahan padatan Cara lain Mile et al (983) C =,5mf,3m m x4,8 j g nf w m f mnf, mw frai berat lema, padatan non lema, dan air 5

6 Specific heat (pana peifi) Bila data analii teredia C = m w C w + m e Ce + m p C p + m f C f + m a C a air arbohidrat protein lema abu Pana peifi dari ga dan uap air. CpCv dan Cp Cv p - Cv = pana peifi pada volume ontan - Cp = pana peifi pada teanan ontan Specific heat (pana peifi) Contoh nilai Cp dan ɣ p Tabel 8.3, Phyical Propertie, M.J Lewi 987 Hubungan antara pana Speifi dan temperatur untu ebanyaan ga a, b, c, d = ontanta (Tabel 8.5 Phyical Propertie, M.J Lewi 987) T Cp Cp a bt ct = temperatur abolut = dalam dt 3 6

7 Specific heat (pana peifi) Contoh oal : Pana pecifi oigen pada Temperatur 7 C (3) Specific heat (pana peifi) Jawab : Dari tabel 8.5 a = 5,46 b =,59 x - Cp = 9,4 9,4 = 3 c = -,75 x x -5 d =,3 x x -9 Dari Tabel 8.3 Phyical Propertie, M.J Lewi 987 : =,99 Cp untu O =,9 j gr j g j =,99 g 7

8 Specific heat (pana peifi) Total energi dibutuhan untu menaian temperatur ga Q CpdT bila Cp = f(t) dietahui Q T T a bt ct dt 3 dt b c 3 3 d 4 4 T T T T T T T T 3 4 Thermal conductivity (ondui pana) Secara matemati adalah fator pembanding pada aliran pana ondui teady tate. q dx A dt Satuan j dt. m j dt. m. C Btu hr. ft. atau F onveri Btu hr. ft. F,73 j dt. m. Fator ompoii bahan dapat dihitung berdaar ompoii bahan 8

9 Thermal conductivity (ondui pana) & w & w = frai volume dari padatan dan air = ondii pana padatan dan air Untu item dengan n omponen... n n paralel... n n Tega luru Thermal conductivity (ondui pana) Model paralel Model tega luru/eri q q A A B B Bila item terdiri dari padatan dan air : w w paralel w w tega luru 9

10 Thermal conductivity (ondui pana) Untu item dengan n omponen :...n n paralel... n n tega luru Thermal conductivity (ondui pana) udara =,5 protein =, e =,4 olid =,6 arbohidrat =,45 air =,6 lema =,8 Satuan dalam j dt. m

11 Thermal conductivity (ondui pana) Contoh oal: Bila diaumian ompoii apel dalam frai berat adalah,844 air dan,56 padatan erta berat atuan air dan padatan adalah g/m 3 dan 59 g/m 3, hitung nilai ondutivita pananya. Thermal conductivity (ondui pana) JAWAB : M M M w w = - =,896 w,56 59,56 59,844,4 Dengan paralel model v w w,4x,6,896x,6,565 j dt. m

12 Thermal conductivity (ondui pana) Dengan model tega luru j dt. m,58 rata-rata =,546 j dt. m Thermal conductivity (ondui pana) pada Tabel apel,4 (green) &,53 (red) lebih bear daripada tabel arena andungan udara tida diperhitungan Bila apel diaumian mengandung % udara,8 x,546,x,5, 44 Paralel,8,546,,5,6 Tega luru paralel deat dengan nilai tabel

13 Thermal diffuivity ( ) Adalah laju dimana pana didifuian eluar bahan. Secara matemati adalah perbandingan antara dengan hail ali C dan Secara fii Uuran ecepatan perubahan temperatur dari bahan pada pemanaan / pendinginan bila tinggi bahan mudah pana / dingin Thermal diffuivity ( ) Penting pada proe unteady tate heat tranfer. Contoh : e =,48 ft /hr apel =,58 ft /hr edelai =,49 ft /hr 3

14 Thermal Emiivity (Ɛ) Adalah perbandingan daya pancar uatu bahan terhadap daya pancar dari benda hitam (blac body) berhubungan dengan perpindahan pana radiai. q AT Nilai Ɛ : /d untu blac body, air,955, erta putih,9 Ɛ tanpa atuan 4 Thermal Emiivity (Ɛ) Pana radiai yang dierap bahan q AT 4 adalah aborptivity nilainya ama dengan Ɛ Total pana radiai pada uatu bahan. q = laju penyerapan laju pemanaan 4 4 AT - AT 4 4 A T T T = Temperatur lingungan T = Temperatur bahan 4

15 Coefficient of thermal expanion Bila = volume awal Δ = enaian volume bahan arena pemanaan ΔT = enaian temperatur arena pemanaan Maa thermal expanion coefficient (average) : Bav atuan dalam, T F C Coefficient of thermal expanion Untu nilai eaat B dv dt p bila dinyataan dalam ɣ B d dt p pemanaan edang terjadi pada P ontan B mechanical propertie eperti etahanan terhadap eretaan bahan 5

16 Ma Tranfer Coefficient Adalah perbandingan antara flux maa uap (W w /A), pada embarang titi y antara bagian permuaan baah dan ering, terhadap perbedaan onentrai dari edua bagian terebut. h p Ww A y n Cw Cw h p = oefiient perpindahan maa (tanpa dimeni) W w = laju aliran (lb/hr) A = lua permuaan (ft ) = ecepatan maa (ft/hr) C w = onentrai (lb/ft 3 ) Ma Tranfer Coefficient Definii yang lain : W hp. A. P Analog dari q h. A. T 6

17 7