TRANSFER PANAS KK / 2 SKS

dokumen-dokumen yang mirip
RENCANA PEMBELAJARAN (RP) / GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PENGAJARAN (GBPP) E-LEARNING MATA KULIAH FENOMENA TRANSPORT

BAB II TEORI ALIRAN PANAS 7 BAB II TEORI ALIRAN PANAS. benda. Panas akan mengalir dari benda yang bertemperatur tinggi ke benda yang

Perpindahan Panas. Perpindahan Panas Secara Konduksi MODUL PERKULIAHAN. Fakultas Program Studi Tatap Muka Kode MK Disusun Oleh 02

Panas berpindah dari objek yang bersuhu lebih tinggi ke objek lain yang bersuhu lebih rendah Driving force perbedaan suhu Laju perpindahan = Driving

PERPINDAHAN PANAS DAN MASSA

FENOMENA PERPINDAHAN. LUQMAN BUCHORI, ST, MT JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNDIP

Satuan Operasi dan Proses TIP FTP UB

Konduksi Mantap 2-D. Shinta Rosalia Dewi

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

PENGANTAR PINDAH PANAS

TRANSPORT MOLEKULAR TRANSFER MOMENTUM, ENERGI DAN MASSA RYN. Hukum Newton - Viskositas RYN

Before UTS. Kode Mata Kuliah :

SATUAN OPERASI FOOD INDUSTRY

WATER TO WATER HEAT EXCHANGER BENCH BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Tujuan Pengujian

1. BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

FENOMENA PERPINDAHAN. LUQMAN BUCHORI, ST, MT JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNDIP

Perpindahan Panas Konveksi. Perpindahan panas konveksi bebas pada plat tegak, datar, dimiringkan,silinder dan bola

PENGUKURAN KONDUKTIVITAS TERMAL

Konduksi Mantap Satu Dimensi (lanjutan) Shinta Rosalia Dewi

steady/tunak ( 0 ) tidak dipengaruhi waktu unsteady/tidak tunak ( 0) dipengaruhi waktu

T P = T C+10 = 8 10 T C +10 = 4 5 T C+10. Pembahasan Soal Suhu dan Kalor Fisika SMA Kelas X. Contoh soal kalibrasi termometer

BAB I PENDAHULUAN I.1.

BAB 7 SUHU DAN KALOR

RENCANA PEMBELAJARAN SEMESTER (RPS) PERPINDAHAN PANAS (TKT 2503) Oleh: Ir. Murni Yuniwati, MT.

LABORATORIUM TERMODINAMIKA DAN PINDAH PANAS PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2012

Bab 2 TEORI DASAR. 2.1 Model Aliran Panas

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK KIMIA IV DINAMIKA PROSES PADA SISTEM PENGOSONGAN TANGKI. Disusun Oleh : Zeffa Aprilasani NIM :

FENOMENA PERPINDAHAN LANJUT

BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN

ALIRAN FLUIDA. Kode Mata Kuliah : Oleh MARYUDI, S.T., M.T., Ph.D Irma Atika Sari, S.T., M.Eng

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI

II. TINJAUAN PUSTAKA A. SAMPAH

AZAS TEKNIK KIMIA (NERACA ENERGI) PRODI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

P I N D A H P A N A S PENDAHULUAN

BAB II DASAR TEORI 2.1 Pasteurisasi 2.2 Sistem Pasteurisasi HTST dan Pemanfaatan Panas Kondensor

Fisika Dasar I (FI-321)

KALOR SEBAGAI ENERGI B A B B A B

TUGAS MATA KULIAH ILMU MATERIAL UMUM THERMAL PROPERTIES

BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

BAB II LANDASAN TEORI

8. FLUIDA. Materi Kuliah. Staf Pengajar Fisika Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Perpindahan kalor (heat transfer) ialah ilmu untuk meramalkan

perubahan baik fisik maupun kimiawi yang dikehendaki ataupun yang tidak dikehendaki. Di samping itu, setelah melalui proses pengolahan, makanan tadi

SIMULASI PROSES EVAPORASI BLACK LIQUOR DALAM FALLING FILM EVAPORATOR DENGAN ADANYA ALIRAN UDARA

Konsep Dasar Pendinginan

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Es krim adalah sejenis makanan semi padat. Di pasaran, es krim

PERPINDAHAN PANAS. Pertemuan 9 Fisika 2. Perpindahan Panas Konduksi

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II MODUL 7 WETTED WALL COLUMN

PENGARUH SUHU TERHADAP PERPINDAHAN PANAS PADA MATERIAL YANG BERBEDA. Idawati Supu, Baso Usman, Selviani Basri, Sunarmi

PEMILIHAN BAHAN BAKAR DALAM PEMBUATAN DAPUR CRUCIBLE UNTUK PELEBURAN ALUMINIUM BERKAPASITAS 50KG MENGGUNAKAN BAHAN BAKAR BATU BARA

KALOR DAN KALOR REAKSI

BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI

SUHU DAN KALOR DEPARTEMEN FISIKA IPB

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Sebagai bintang yang paling dekat dari planet biru Bumi, yaitu hanya berjarak sekitar

BAB II DASAR TEORI. ke tempat yang lain dikarenakan adanya perbedaan suhu di tempat-tempat

REYNOLDS NUMBER K E L O M P O K 4

LAMPIRAN I. Tes Hasil Belajar Observasi Awal

FISIKA TERMAL Bagian I

BAB IV PRINSIP-PRINSIP KONVEKSI

7. Menerapkan konsep suhu dan kalor. 8. Menerapkan konsep fluida. 9. Menerapkan hukum Termodinamika. 10. Menerapkan getaran, gelombang, dan bunyi

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Perpindahan kalor (heat transfer) ialah ilmu untuk meramalkan

UJI EKSPERIMENTAL PENGARUH PERUBAHAN TEMPERATUR LORONG UDARA TERHADAP KOEFISIEN PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI PELAT DATAR

BAB II LANDASAN TEORI

besarnya energi panas yang dapat dimanfaatkan atau dihasilkan oleh sistem tungku tersebut. Disamping itu rancangan tungku juga akan dapat menentukan

BAB II Dasar Teori BAB II DASAR TEORI

PEMILIHAN MATERIAL DALAM PEMBUATAN DAPUR CRUSIBLE PELEBUR ALUMINIUM BERKAPASITAS 50KG DENGAN BAHAN BAKAR PADAT

FISIKA TERMAL(1) Yusron Sugiarto

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II MODUL 3 CONDENSING VAPOR

METODOLOGI PENELITIAN. Waktu dan Tempat Penelitian. Alat dan Bahan Penelitian. Prosedur Penelitian

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

TRANSFER MASSA ANTAR FASE. Kode Mata Kuliah :

TOPIK: PANAS DAN HUKUM PERTAMA TERMODINAMIKA. 1. Berikanlah perbedaan antara temperatur, panas (kalor) dan energi dalam!

PERPINDAHAN KALOR J.P. HOLMAN. BAB I PENDAHULUAN Perpindahan kalor merupakan ilmu yang berguna untuk memprediksi laju perpindahan

PENGARUH VARIASI FLOW DAN TEMPERATUR TERHADAP LAJU PENGUAPAN TETESAN PADA LARUTAN AGAR-AGAR SKRIPSI

Kata kunci: fluida, impeller, pengadukan, sekat, vorteks.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. 2.1 Proses Perpindahan Panas Konveksi Alamiah dalam Peralatan Pengeringan

Fisika Umum (MA101) Kalor Temperatur Pemuaian Termal Gas ideal Kalor jenis Transisi fasa

BAB II LANDASAN TEORI

MODUL KULIAH : MEKANIKA FLUIDA DAN HIROLIKA

Aliran Fluida. Konsep Dasar

SIMULASI PROSES EVAPORASI BLACK LIQUOR DALAM FALLING FILM EVAPORATOR (FFE) DENGAN ADANYA ALIRAN UDARA DITINJAU DARI PENGARUH ARAH ALIRAN UDARA

PEMBUATAN ALAT UKUR KONDUKTIVITAS PANAS BAHAN PADAT UNTUK MEDIA PRAKTEK PEMBELAJARAN KEILMUAN FISIKA

Suhu dan kalor 1 SUHU DAN KALOR

BAB SUHU DAN KALOR. Dengan demikian, suhu pelat baja harus ( ,3 0 C) = 57,3 0 C.

BAB II LANDASAN TEORI

PENGANTAR TRANSFER MASSA

KALOR. Keterangan Q : kalor yang diperlukan atau dilepaskan (J) m : massa benda (kg) c : kalor jenis benda (J/kg 0 C) t : kenaikan suhu

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

KALOR. Peta Konsep. secara. Kalor. Perubahan suhu. Perubahan wujud Konduksi Konveksi Radiasi. - Mendidih. - Mengembun. - Melebur.

Teori Kinetik Gas Teori Kinetik Gas Sifat makroskopis Sifat mikroskopis Pengertian Gas Ideal Persamaan Umum Gas Ideal

Xpedia Fisika. Kapita Selekta Set Energi kinetik rata-rata dari molekul dalam sauatu bahan paling dekat berhubungan dengan

Fisika Umum (MA101) Zat Padat dan Fluida Kerapatan dan Tekanan Gaya Apung Prinsip Archimedes Gerak Fluida

DAFTAR ISI. LEMBAR PERSETUJUAN... i. LEMBAR PENGESAHAN... ii. LEMBAR PERNYATAAN... iii. ABSTRAK... iv. ABSTRACT... v. KATA PENGANTAR...

BAB I PENDAHULUAN BAB I PENDAHULUAN

KALORIMETER PF. 8 A. Tujuan Percobaan 1. Mempelajari cara kerja kalorimeter 2. Menentukan kalor lebur es 3. Menentukan panas jenis berbagai logam B.

KEGIATAN BELAJAR 6 SUHU DAN KALOR

PENGARUH KONSENTRASI LARUTAN, KECEPATAN ALIRAN DAN TEMPERATUR ALIRAN TERHADAP LAJU PENGUAPAN TETESAN (DROPLET) LARUTAN AGAR AGAR SKRIPSI

GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PENGAJARAN

Transkripsi:

Logo TRANSFER PANAS KK. 1412 / 2 SKS Dr. Ir. Heru Setyawan, M.Eng. Jurusan Teknik Kimia FTI-ITS

Tujuan dan Materi Pokok Tujuan Mahasiswa mampu menganalisa dan menginterpretasikan masalah-masalah fisika dengan menggunakan prinsip transfer panas. Materi Pokok Analogi proses transfer momentum, panas, dan massa Dasar mekanisme perpindahan panas Perpindahan panas konduksi keadaan steady Perpindahan panas konduksi keadaan tidak steady Perpindahan panas konduksi dua dimensi Perpindahan panas konveksi bebas Perpindahan panas konveksi paksaan Perpindahan pada berbagai geometri pada konveksi paksaan Perpindahan panas radiasi Perpindahan panas total/gabungan Perpindahan panas terjadi perubahan fase Alat perpindahan panas.

Pustaka Bird, R.B., Stewart, W.E., Lightfoot, E.N., Transport Phenomena, John Wiley & Son, Singapore, 1960. Brodkey, R.S. & Hersey, H.C., Transport Phenomena A Unified Approach, McGraw Hill, 1958. Brown, A.I. & Marco, S.M., Introduction To Heat Transfer, McGraw Hill, 1958. Geankoplis, C.J., Transport Proses And Unit Operation, Prentice Hall, 4 ed. McAdam, W.H., Heat Transmission 3rd ed. McGraw Hill. 1954.

Garis Besar Perkuliahan Mg Pokok Bahasan Uraian 1 Analogi proses transfer momentum, panas dan massa Persamaan dasar untuk perpindahan momentum, panas, dan massa 2 3 Dasar mekanisme perpindahan panas Prinsip perpindahan panas konduksi steady Prinsip dasar, mekanisme perpindahan panas, hukum Fourier Konduksi melalui lapisan datar atau dinding, silinder berlubang, bola berlubang, padatan tersusun seri, perpindahan panas gabungan, konduksi dan konveksi, konduksi dengan adanya generasi 4 Perpindahan panas konduksi keadaan tidak steady Persamaan dasar, sistem dengan hambatan dalam diabaikan

Garis Besar Perkuliahan 5 Perpindahan panas konduksi keadaan tidak steady Konduksi pada berbagai geometri 6 7 Perpindahan panas konduksi dua dimensi Perpindahan panas konveksi 8 Quis 1 9 Perpindahan panas konveksi paksaan Metode grafik untuk konduksi dua dimensi, faktor bentuk, metode numerik untuk dua dimensi Prinsip konveksi bebas, konveksi babas untuk berbagai macam geometri, korelasi empiris Prinsip konveksi paksaan, bilangan tidak berdimensi, koefisien perpindahanpanas untuk aliran laminar, transisi, dan turbulen pada pipa; koefisien transfer panas pipa non-circular

Garis Besar Perkuliahan 10 Perpindahan panas konveksi paksaan Persamaan dasar, kombinasi perpindahan panas radiasi dan konveksi 11 Transfer panas pada berbagai geometri pada konveksi paksaan 12 Perpindahan panas radiasi 13 Idem 14 Perpindahan panas total/gabungan Pengantar, aliran paralel pada plat datar, silinder dengan sumbu aliran tegak lurus aliran, aliran melalui satu bola Pengantar dan persamaan dasar radiasi, perpindahan panas gabungan konveksi dan radiasi Prinsip perpindahan panas lanjutan, spektrum radiasi, penurunan faktor bentuk pada berbagai geometri Perpindahan panas total secara umum, penentuan luas perpindahan panas

Garis Besar Perkuliahan 15 Perpindahan panas terjadi perubahan fase Pendidihan dan kondensasi (boiling and condensation) 16 Alat perpindashan panas Jenis alat perpindahan panas, log meantemperaturdifference, faktor koreksi suhu, faktor kotoran. 17 Quis 2

Evaluasi Bobot (%) Quiz (1&2) 40 Short test 0 Tugas 20 Absen 10 Ujian 30

Proses Perpindahan Momentum Energi PROPERTY Masa Gradient dalam property menyebabkan FLUX dari Property tersebut MENURUNI gradient dalam property.

Proses Perpindahan Bagaimana kita mengkuantifikasi jumlah property yang dipindahkan? Sifat fisika apa yang mengatur perpindahan momentum, energi dan masa? Untuk memulai menjawab pertanyaan tersebut, kita perlu meninjau kasus perpindahan yang sangat sederhana.

Proses Perpindahan - - T H + Bahan murni + T 1 T 0 z z Pemanas listrik yang diset pada T 0 untuk semua waktu Pemanas listrik yang Mula-mula diset pada T 0, kemudian dirubah ke T 1.

Proses Perpindahan Larutan yang diperhatikan C A C A1 C A0 H z z Penampung dengan fluida yang konsentrasinya C A0 Penampung dengan fluida yang konsentrasi awalnya C A0, yang Kemudian dirubah ke C A1

Proses Perpindahan Fluida kental, Mis.: madu v x v x1 v x0 H z x Pelat dengan kecepatan v x0 = 0 Pelat dengan kecepatan mula-mula v x0 = 0 yang kemudian dirubah ke v x1 = V z

Analogi perpindahan Flux - definisi: (formatnya sama untuk semua tipe perpindahan, momentum, energi, massa) flux dalam yang diberikan arah Besaran property yang dipindahkan ( waktu)( luas) Lebih banyak yang bisa dipindahkan jika luas kontaknya lebih besar Lebih banyak yang dipindahkan jika waktu yang diijinkan lebih lama

Analogi perpindahan Viskositas Flux momentum: Flux momentum = shear stress τ zx = ( ρv ) µ d ρ dz x Hukum Newton Flux panas: q z A d = α Difusivitas panas ( ρc T ) dz p Hukum Fourier Flux molar: Difusivitas molar dc J * A Az = DAB dz Hukum Fick Flux Koefisien transport Gradien Laju proses perpindahan = driving force resistance

Aplikasi Transfer panas dalam proses industri Reaksi kimia Pembakaran dan gasifikasi Pirolisa, polimerisasi, dan sintesa Pemurnian dan pemisahan kimia Peleburan biji mineral, membuat alloy logam dan sintering Pembakaran keramik, glaze dan pelapisan Reaksi biologi Pendinginan dan pembekuan makanan Pasteurisasi dan pemurnian Fermentasi Perubahan fisik Penguapan dan kondensasi Peleburan dan pembekuan Pembentukan padatan: pencetakan, penempaan, dsb. Kristalisasi dan pengeringan Pembangkit tenaga listrik Air conditioning dan pemanas ruangan Rekoveri panas buangan

Konfigurasi proses/pertukaran panas Menyatu dengan proses Proses Fluida pemanas Terpisah dengan proses Fluida Proses Proses Untuk rekoveri panas buangan Fluida pemanas Fluida Proses masuk Fluida Proses keluar Proses

Mekanisme Perpindahan panas Perpindahan panas dari sumber ke penerima Sumber pada Suhu T 1 Laju total aliran panas Q Penerima pada Suhu T 2 Fluks panas q = Q/A Proses perpindahan panas: Aliran energi dalam bentuk panas antara sumber dan penerima yang disebabkan oleh beda suhu antara mereka.

Mekanisme Perpindahan panas Panas: Ekspresi energi yang merupakan sifat bawaan dalam gerak mikroskopis atom dan molekul. Secara fundamental hanya dapat ditransfer oleh kontak fisik (konduksi panas) atau oleh transmisi gelombang elektromagnetik (radiasi panas). Solid: Atom dan molekul dibatasi oleh struktur lattice bahan. Konduksi dan radiasi mencakup semua mode perpindahan panas. Liquida atau gas: Fluida bebas bergerak pada skala makroskopis. Derajat kontak fisik, dan dari sini perpindahan panas sangat dipengaruhi oleh pola aliran (dinamika fluida). Kebebasan bergerak dan pertukaran energi yang terkait dengannya mengarah kepada bermacam-macam mode perpindahan panas yang diklasifikasikan sebagai konveksi.

Mekanisme perpindahan panas Konduksi Konveksi Radiasi Kontinuitas bahan Kontinuitas bahan Mungkin tanpa adanya kontinuitas bahan Tidak perlu gerakan Terjadi dalam solid, liquida dan gas Tergantung pada gerakan fluida (dinamika fluida) Terjadi dalam liquida, gas dan campuran multifasa Tidak perlu gerakan Terjadi dalam media transparan, terutama gas

Hukum Fourier tentang konduksi (Transport energi molekuler) Y T 0 t < 0 Solid mula-mula pada suhu T 0 T 1 t = 0 t kecil Pelat bawah secara mendadak dinaikkan suhunya menjadi T 1 Pada kondisi steady state, diperlukan laju aliran panas konstan Q melalui slab untuk menjaga beda suhu T = T 1 T 0. Untuk T kecil: y x T 1 t besar Perkembangan profil suhu steady state untuk slab padat diantara dua pelat sejajar. Q A = k JikaY 0: T Y q y A = k dt dy Konduktivitas panas Hukum Fourier

Hukum Fourier Bentuk lain persamaan konduksi panas: q y A d = α ( ρc T ) dy p α = ρ k C p (Difusivitas panas)

Rangkuman satuan untuk besaran dalam persamaan konduksi panas SI c.g.s British q y W/m 2 cal/cm 2 s Btu/jam ft 2 T K C F y m cm ft k W/m K cal/cm s C Btu/jam ft F C p J/K kg cal/c g Btu/F lb m α m 2 /s cm 2 /s ft 2 /s µ Pa.s g/cm s lb m /ft jam

Konduktivitas panas dan kapasitas panas beberapa gas pada tekanan 1 atm. Suhu Gas T (K) H 2 100 200 300 O 2 100 200 300 NO 200 300 CO 2 200 300 Konduktivitas panas k (W/m K) 0,06799 0,1282 0,1779 0,00904 0,01833 0,02657 0,01778 0,02590 0,00950 0,01665 Kapasitas panas C p (J/kg K) 11.192 13.667 14.316 910 911 920 1015 997 734 846 CH 4 100 0,01063 2073 200 0, 02184 2087 300 0,03427 2227

Konduktivitas panas dan kapasitas panas beberapa liquida bukan logam pada tekanan jenuhnya Liquida T (K) CCl 4 250 300 350 (C 2 H 5 ) 2 O 250 300 350 C 2 H 5 OH 250 300 350 Glycerol 300 350 400 H 2 O 300 350 400 k (W/m K) 0,1092 0,09929 0,08935 0,1478 0,1274 0,1071 0,1808 0,1676 0,1544 0,2920 0,2977 0,3034 0,6089 0,6622 0,6848 µ 10 4 20,32 (Pa s) 8,828 4,813 3,819 2,213 1,387 30,51 10,40 7949 4,486 365,7 64,13 8,768 3,712 2,165 C p 10 4 (J/kg K) 0,8617 0,8967 0,9518 2,197 2,379 2,721 2,120 2,454 2,984 2,418 2,679 2,940 4,183 4,193 4,262

Konduktivitas panas beberapa solid Zat Suhu T (K) Konduktivitas panas k (W/m K) Aluminium 373,2 573,2 873,2 205,9 268 423 Cadmium 273,2 373,2 93,0 90,4 Tembaga 291,2 373,2 384,1 379,9 Baja 291,2 373,2 46,9 44,8 Batu tahan api --- 63 Beton --- 92 Kaca 473,2 0,71 Grafit --- 5,0 Pasir --- 0,389

Problem: Konduktivitas panas Sebuah panel plastik luasnya A = 1 ft 2 dan tebalnya Y = 0,252 in. didapatkan memindahkan panas pada laju 3,0 W pada keadaan steady dengan suhu T 0 = 24,00 C dan T 1 = 26,00 C yang dikenakan pada dua permukaan utamanya. Berapakah konduktivitas plastik dalam cal/cm s K pada25 C?