Presentasi menjelaskan tentang konduksi panas steady state dalam berbagai kondisi, termasuk satu dimensi, dua dimensi, melalui seri bahan, dan radiasi antara permukaan. Juga memberikan contoh soal dan penyelesaian tentang hitung rugi kalor pipa yang dibalut isolasi dan tanur berbentuk kubus.

1. Lembaga Pengembangan & Penjaminan Mutu Pendidikan
Quality for Development
UNIVERSITAS DIPONEGORO
www.undip.ac.id

2. PRESENTASI PERPINDAHAN PANAS
KELOMPOK 2
“KONDUKSI STEADY STATE”
OLEH :
Badril Azhar (21030113060001)
Sofiyani Br Ginting(21030113060008)
Murni Intan Sinaga(21030113060012)
Fransisca Bella R (21030113060021)
Kurnia Iqbal A. (21030113060038)
Farah Marda Y.P. (21030113060039)
Nesi Ondita (21030113060044)
Ridya Amir (21030113060059)
Dewi Indra (21030113060062)
PSD III TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
2015

3. APA ITU KONDUKSI?
Konduksi adalah proses dimana panas mengalir dari
daerah yang bersuhu lebih tinggi ke daerah yang bersuhu
lebih rendah di dalam satu medium (padat,cair,gas) atau
antara medium-medium yang berlainan yang
bersinggungan secara langsung.
Dalam aliran panas konduksi, perpindahan energi
terjadi hubungan molekul secara langsung tanpa adanya
perpindahan molekul yang cukup besar.

4. Konduksi Steady State
Konduksi Steady State
Konduksi Keadaan steady state
Dua Dimensi
Konduksi pada Satu Seri
Bahan
Perpindahan Panas Radiasi
Antara Tiga Permukaan
Konduksi Panas Satu
Dimensi Geometri
Sederhana
Dinding pada Satu
Bidang Datar
Konduksi yang Disusun
Melalui Seri dan Paralel
Silinder Berlubang
Cangkang Yang
Berbentuk Bola

5. A. Konduksi Panas Satu Dimensi Geometri Sederhana
1. Dinding pada Satu Bidang Datar
Jika dalam system itu terdapat lebih dari satu macam
bahan, seperti dalam hal dinding lapis-rangkap seperti
gambar berikut :
Perpindahan panas dapat ditulis :

6. A. Konduksi Panas Satu Dimensi Geometri Sederhana
2. Konduksi pada Satu Seri Bahan
Aliran panas dilewatkan pada bidang datar yang
disusun berlapis-lapis dengan bahan yang berbeda-beda.
Contoh : pada konstruksi furnace, boiler.
Pada keadaan steady state, panas muka yang masuk
sebelah kiri harus sama dengan panas yang meninggalkan
sisi muka sebelah kanan.
Sehingga:
Atau

7. A. Konduksi Panas Satu Dimensi Geometri Sederhana
3. Konduksi yang Disusun Melalui Seri dan Paralel
Dinding yang terdiri atas beberapa macam bahan yang
dihubungkan secara seri dan parallel dialiri panas, maka
konduksi dianggap berlangsung satu arah (arah x).
Persamaan aliran panasnya:

8. A. Konduksi Panas Satu Dimensi Geometri Sederhana
4. Silinder Berlubang
Konduksi melalui pipa dan melalui isolasi pipa. Jika
silinder homogen dan cukup panjang, pengaruh ujung-
ujungnya dapat diabaikan dan suhu permukaan-dalamnya
konstan pada Ti sedangkan suhu luarnya dipertahankan
seragam pada To.
laju konduksi panas melalui silinder berlubang dapat
dinyatakan:

9. A. Konduksi Panas Satu Dimensi Geometri Sederhana
5. Cangkang Yang Berbentuk Bola
Bola berongga kadang-kadang dipergunakan dalam
industry kimia untuk pekerjaan suhu rendah, bila kerugian
panas harus diusahakan sekecil mungkin. Konduksi melalui
cangkang bola adalah juga soal keadaan-stedi satu-dimensi
jika suhu permukaan dalam dan luarnya seragam dan
konstan.
Laju konduksi panas:

10. B. Konduksi Keadaan steady state Dua
Dimensi
Untuk menganalisis aliran panas keadaan tunak
dua dimensi, berlaku persamaan Laplace :
Dengan menganggap konduktivitas termal tetap,
persamaan ini dapat diselesaikan dengan cara
analitik, numerik atau grafik.

11. C. Perpindahan Panas Radiasi Antara Tiga
Permukaan
Untuk menghitung perpindahan panas antara tiga
benda ini dapat diselesaikan dengan menerapkan hokum
arus Kirchhoff : Jumlah semua arus yang memasuki suatu
node ialah nol.

12. Lembaga Pengembangan & Penjaminan Mutu Pendidikan
Quality for Development
Soal
1. Hitunglah jari-jari kritis isolasi asbes ( k = 0,17
W/m oC ) yang membalut pipa terkena udara
kamar yang suhunya 20oC dengan h = 3,0
W/m oC. Hitunglah rugi kalor dari pipa yang
diameternya 5,0 cm dan suhunya 200oC jika
dibalut dengan isolasi pada jari-jari kritis, dan
tanpa isolasi?

13. Penyelesaian
Hitung ro dari persamaan : ro= = = 0,0567 m = 5,67 cm
Jari-jari dalam isolasi ialah 5,0: 2 = 2,5 cm,
perpindahan kalor dapat dihitung dari persamaan :
= = 105,7 W/m
Tanpa isolasi, konveksi dari permukaan luar pipa ialah
= h( r)(T1 – T0) = (3,0)( )(0,025)(200 – 20) = 84,8 W/m
Jadi, jika ditambahkan isolasi setebal 3,17 cm (5,67 – 2,5),
perpindahan kalor malah bertambah sebanyak 25 persen.

14. Lembaga Pengembangan & Penjaminan Mutu Pendidikan
Quality for Development
Soal
2. Sebuah tanur kecil berbentuk kubus, ukuran
dalam 50 x 50 x 50 cm, terbuat dari bata tahan
api ( k = 1,04 W/moC ) yang tebalnya 10 cm.
Bagian dalam tanur berada pada suhu 500 oC,
sedang bagian luar pada 50 oC. Hitunglah kalor
yang hilang melalui dinding tanur!

15. Penyelesaian
Faktor-faktor total dihitung dengan menjumlahkan factor-
faktor bentuk dinding, tepi, dan sudut :
• Dinding : S = = = 2,5 m
• Tepi : S = 0,54D = (0,54)(0,5) = 0,27 m
• Sudut : 0,15L = (0,15)(0,1) = 0,015 m
Seluruhnya ada 6 dinding, 12 tepi, dan 8 sudut, sehingga
factor bentuk total ialah :
S = (6)(2,5) + (12)(0,27) + (8)(0,015) = 18,36 m
Dan aliran kalor dapat dihitung:
q = ks = (1,04)(18,36)(500 – 50) = 8,592 kW (29,320 Btu/h)

16. Terima kasih
Matur Nuwun