sesi ke-2

2. Tf
Aliran
Uf
U
Tw
q = h A ( Tw- Tf )
Dimana ;
A: Luas permukaan(m2,ft2)
h: Koef.perpindahan kalor konveksi
( W/m2.oC,BTU/h,ft2 oF)
Tw: Suhu plat(oC, oF)
Tf: Suhu fluida(oC,oF)
Harwan Ahyadi 2

3. • PP Konveksi  Rumus empiris
• Biasanya dipergunakan menghitung hc  q”
• Contoh :
Pemanasan/pendinginan dalam pipa dg
suhu dinding pipa tetap
Nu hD
= = 0,023(Re)0,8 (Pr)0,4
k
0,8 0,4
h k D Cp
m
çè
æ
ö ö
÷ ÷ø
= æ
ç çè
rn
0 , 023 D
m
k
÷ø

4.  Bentuk Geometri Benda ?
 Plat datar, silinder, bola
 Susunan pipa
 Tipe aliran fluida ?
 Internal/External Flow
 Laminar/Turbulen/Transisi
 Suhu ?  untuk menentukan/menebak
sifat-sifat fisis/termal fluida

5.  Pilih rumus empiris yang sesuai dengan
kejadiannya
 Cari h dari rumus empiris
 Tentukan heat flux
 Karena sifat fisis/termal merupakan tebakan,
kadang hasil perhitungan tidak logis perlu
iterasi !

6.  Konveksi adalah mekanisme perpindahan
panas antara permukaan padat dengan
fluida(cairan atau gas)
 Proses tranformasi energinya merupakan
gabungan antara konduksi,gerakan fluida yang
bersifat mencampur partikel2 fluida dan
penyimpanan energi didalam fluida

7. q T q s
= h Ts -Tf
A
( )
dimana :
=
h Koef.perpindahan panas konveksi
=
Ts Temperatur benda padat/benda
=
Tf Temperatur fluida
=
A Luas permukaan perpindahan
T
f
Perpindahan panas konveksi dari
sebuah permukaan padat

9.  Perhatikan aliran pada plat rata pada gambar
dibawah,dari tepi depan plat terbentuk suatu
daerah dimana terbentuk suatu pengaruh
gaya viscos makin meningkat.
 Gaya-gaya viscos,…tegangan geser antara
lapisan-lapisan fluida
t =u. du
, u = viscositas dinamik
dy

10. ALIRAN VISCOS

12. Aliran dalam pipa :
Re < 2300 ……Laminer
2300 < Re < 10.000 ……Laminer/Turbulen
10.000< Re …..Turbulen

15. Aliran Dalam Tabung
a. Aliran laminair dalam tabung b. Aliran Turbulen
Bilangan Renolds untuk aliran dalam tabung atau dalam pipa
Red = Um x d ñ 2300
u

16. Dimana Re pada kekasaran permukaan dan transisi
aliran
2000 á Red á4000 atau 2300á Red á 2300
Hubungan kontinuitas untuk aliran satu dimensi
dalam tabung
·
x U x A m= r m
Dimana :
m = laju aliran massa
Um = Kecepatan rata-rata
A = Luas penampang m
r
Kecepatan massa G m
maka Re d
x U
A
d
m
= G
= = =

17. Aliran Invisid( daya lengket)
constan
P V
r
2
2
+ =
c g
dp VdV
r
+ = 0
gc
Dimana :
densitas fluida
r =
=
p Tekanan pada titik tertentu dalam aliran
=
V Kecepatan aliran pada titik

18. Persamaan energi aliran tunak(steady-flow)
i V
i V
+ +Q = + +WK
2gc
2gc
2
2
2
2
1
1
Dimana :
i =e+pu
I = enthalpi
e =energi dalam atau dakhil
Q =kalor yang ditambahkan ke volume kendali
Wk=Kerja luar nettoyang dilakukan dalam pros
u = volume spesifik fluida

19. Untuk menghitung penurunan tekanan pada
aliran compressible untuk gas ideal
p =rRT D = D D = D
kostanta gas tertentu,gas universal
M
R
e c T i c T v p
= Â
Â
 =
po To o sifat sifat stagnasi
perbandingan kalor spesifik cp cv
=
dimana M adalah berat molekul, 8314,5 J/kg.mol.K dan
o
R udara 287 J/kg.K, c 1,005 kJ/kg. C, c 0,718 kJ/kg. C
v.udara
o
p.udara = = =
Untuk aliran adiabatik reversibel(mampu balik)
dan M V
a
= + g
-
1 1
M
=æ + -
1 1
2
1 1
g g
ö
M
ö 2
çè
2
-
g
1/( 1)
2
/( 1)
2
2
= ÷ø
=æ + -
÷ø
çè
-
g
To
T
po
p
r
r
g
o M
M angka Mach
/
, ,
=
= -
g
r

20. Dimana a =kecepatan lokal bunyi
a = ggcRT,
Untuk gas ideal: a = 20,045 T m/s T dalam satuan kelvin
Contoh:
Udara pada suhu 300oC dan tekanan 0,7 MPa, dimuaikan
secara isentropik dari sebuah tanki sampai menjadi 300 m/s.
Tentukan : suhu statik, Tekanan,angka Mach.Udara pada
kondisi kecepatan tinggi,
g udara = 1,4

21. Pers energi aliran tunak, dpt kita tulis:

22. Contoh;-1
Air pada 20oC mengalir pada 8 kg/s melalui pipa dengan
diameter pot-1 3 cm dan pot-2 7 cm.
Tentukan peningkatan tekanan statik antara potongan 1 dan 2,
Gesekan diabaikan.
-3 2
Luas penampang aliran
π (0,03)
= = =
2 22
A π d
A π d
2
-4 2
2 2
1
1
3,848 x10 m
π (0,07)
4
4
7,069 x 10 m
4
4
= = =

23. Densitas air pada 20oC ialah 1000 kg/m3, sehingga
kita dapat mengitung kecepatan dari hubungan
kontinuitas massa
2,079 m/s
8,0
m
= =
m
1 4
2 8,0
= =
(1000)(3,848 x10 )
11,32 m/s
(1000)(7,069) 10 )
-3
=
-
m
r
m
x
A
Beda tekanan berdasarkan persamaan Bernoulli
P - P 1
= -
( )
2
[ ]
P P
- = -
(11,32) (2,079)
1000
2g
6,3 kPa
P P
1 2
2 2
1 2
2
2
2
1
2 1
- =
u u
r g

24. Lapisan batas Laminair pada Plat Rata
Gmb. Unsur volume kendali unt.neraca gaya
pada
Paisan batas laminair

25. Hukum ke dua Newton

33.  Tabel Pembantu Pers 7.55 & 7.56