Dokumen tersebut membahas tentang perpindahan panas, yang terbagi menjadi perpindahan panas secara konduksi, konveksi, dan radiasi. Juga dibahas mengenai prinsip-prinsip dasar perpindahan panas, hukum Fourier, dan berbagai macam alat penukar panas beserta cara kerjanya.

1. PERPINDAHAN PANAS
( HEAT TRANSFER )
OPERASI TEKNIK KIMIA
OLEH
YULIANTI, S.T., M.Si
HP. 08126778789
e-mail youlie75@yahoo.com
Youlee Properties

2. A. PRINSIP PERPINDAHAN PANAS
 Panas adalah suatu bentuk energi yang
dihasilkan dari transformasi energi lain,
misalnya energi listrik atau energi kimia.
 Satuan jumlah panas adalah Joule (j)
 Syarat terjadinya PP: adanya perbedaan
suhu yang merupakan gaya penggerak.
 Yang tidak dikehendaki dlm PP: panas
hilang ke sekeliling dan tdk seluruhnya dpt
dimanfaatkan utk tujuan ttt.
Kuantitas / waktu = [Gaya penggerak x
Luas permukaan x PP] / Tahanan
 Cara PP : Konduksi, Konveksi, dan Radiasi

3. Perpindahan Panas terbagi:
1. Perpindahan Panas secara konduksi
2. Perpindahan panas secara konveksi
3. Perpindahan panas secara radiasi

4. KONDUKSI
 Konduksi panas terjadi di dlm bhn padat,
cair atau gas.
 Getaran² yg timbul krn panas dipindahkan
oleh molekul² ketika saling bertumbukan.
Konduksi panas murni hanya terjadi pada
benda² padat.
 Kemampuan konduksi panas spesifik dari
bahan disebut: Konduktivitas panas λ.
 Satuan λ : J/K.m.s atau W/m.K atau
kkal/m.jam.ºc

5. KONDUKSI
 Konduksi adalah perpindahan panas tanpa
disertai perpindahan bagian-bagian zat
perantaranya, biasanya terjadi pada zat padat.

6. Proses Terjadinya Perpan konduksi

7.  Hukum Fourier :
Q = - k A (dT / dx)
Q = kecepatan transfer panas
1. Konduksi Melalui Bahan Solid
k
T1 T2 Q = - [k A (T2-T1)] / X
Q
X
k = konduktivitas thermal (Js-1m-1K-1 atau Wm-1K-1)
A = luas permukaan (m2)
X = ketebalan bahan (m)
T = suhu (K)

8. 2. Konduksi Melalui Bahan Komposit
k1 k2
T1
T2
Q
L1 L2 T3
3. Konduksi melalui bahan berbentuk silinder
T1 Q
k2 k1 r1 T2
r3
r2
T3
2
2
1
1
1
3 )
(
k
L
k
L
T
T
A
Q



   
2
2
3
1
1
2
3
1
/
ln
/
ln
)
(
2
k
r
r
k
r
r
T
T
L
Q





9. KONVEKSI
 Konveksi adalah perpindahan panas yang
disertai bagian-bagian zat.
Perpindahan panas dalam sistem fluida
terjadi secara konveksi.
 Persamaan dasar perpindahan panas
secara konveksi :
Q = hC A (TW - T∞)
hC = koefisien pindah panas konveksi
TW = suhu dinding
T∞ = suhu fluida
 Ada dua jenis konveksi, yaitu konveksi
paksaan dan konveksi bebas

10. Proses terjadinya perpindahan panas
konveksi

11. Koefisien PP keseluruhan (k) mnunjukkan
kuantitas panas yg dipindahkan dr suatu
media ttt ke media lain melalui sebuah
permukaan PP dg luas 1 m² dan selisih
suhu 1ºC selama satu jam.
Satuan: kkal/m²jºC = j/Km²s = W/m²K
Media
A
Media
B
Dinding
Konveksi Konduksi Konveksi

12. KOMBINASI TRANSFER PANAS
DENGAN CARA KONDUKSI &
KONVEKSI
 Pada beberapa trnasfer panas, terjadi konduksi dan
konveksi secara bersamaan.
TA TC TD TB
Fluida A Solid Fluida B Q = U A (TA-TB)
L
hA k hB
1 / U = (1 / hA) + (L / k) + (1 / hB)
U = overall heat transfer coefficient

13.  Konduksi dan Konveksi pada Dinding Komposit
TA TB
1 2 3
hA k1 k2 k3 hB
Fluida A L1 L2 L3 Fluida B
1 / U = (1 / hA) + (L1 / k1) + (L2 / k2) + (L3 / k3) + (1 / hB)

14.  Heat Exchanger
T Co
Fluida A
TCi THi
Fluida B
THo
ΔT1 = THo-TCo
ΔT2 = THi-TCi
ΔTlm = (ΔT1 – ΔT2) / ln (ΔT1 / ΔT2)
Q = U A ΔTlm
ΔTlm = log mean temperature difference (LMTD)
THi = suhu inlet fluida panas THo = suhu outlet fluida panas
TCi = suhu inlet fluida dingin TCo = suhu outlet fluida dingin

16. RADIASI
 Radiasi adalah perpindahan panas dengan pancaran
berupa gelombang elektromagnetik. Perpindahan
panas ini tidak memerlukan medium.

17. Perpindahan panas Secara
Radiasi

18. Perpindahan panas Secara
Keseluruhan

19. B. MEDIA PENDINGIN
 Media pendingin adalah bahan berbentuk padat, cair
atau gas yg memiliki temperatur lebih rendah dari bhn
proses yg akan digunakan.
Macam-macam media pendingin:
1. Es : mesin pendingin → diperlukan amoniak (Td:-
33°C) dan Freon (Td:-30°C)
2. Pendingin campuran: Campuran antara es dan garam-
garam ttt (NaCl) mpy titik beku < dr es murni →
temp. dpt mencapai -50°C.
3. Es Kering : adalah CO2 dlm bentuk pdt, dibuat dg
cara mengekspansikan CO2 cair secara cepat.
Pancaran CO2 dilakukan dg tekanan. Es kering
menyublim pd temp. -78°C

20. 4. Larutan Garam: temp. dpt mencapai -40°C
5. Campuran alkohol-air : lart. Metanol, etanol, glikol.
Digunakan sampai temp. -50°C
6. Gas cair: zat-zat ttt yg pd temp. kamar berbentuk gas
dicairkan (Amoniak,Udara,Nitrogen)
7. Gas : Helium, nitrogen dan karbon dioksida.
C. MEDIA PEMANAS
Steam : air yg berbentuk gas
Steam jenuh (saturated steam) yaitu uap air yg terbentuk
pd suhu didih dan tdk mengandung titik-titik air
maupun gas asing.
Steam basah (wet steam) yaitu: campuran dr steam jenuh
& titik² air yg terdistribusi merata. Terbentuk pd waktu
air mendidih dg sangat kuat.
Steam panas lebih (superheated steam) yaitu: Uap yg
dipanaskan melebihi temp. didihnya.

21. D. ALAT PENUKAR PANAS
 Digunakan utk mengubah jumlah panas yg tdp pd suatu
bahan padat, cair, atau gas.
 PP langsung : Bhn yg hrs dipanaskan atau didinginkan
dikontakkan langsung dg media pemanas atau
pendingin. Contoh: air + es
 PP tak langsung: PP dr suatu cairan (atau gas) ke cairan
(atau gas) yg lain melalui sebuah dinding pemisah
 Alat PP aliran searah (Co-current): Bhn panas & bhn
dingin mengalir paralel dlm arah yg sama. Neraca
panas: m(t1 – t2) = M(T2 – T1)
 Alat PP aliran berlawanan (Counter current): Bhn
panas & bhn dingin mengalir dlm arah yg berlawanan.

22. PP yg baik pd alat HE dpt dicapai dg:
Perbedaan suhu yg besar antara bahan &
media pendingin atau media pemanas.
 Laju alir yg besar dr bahan & media
pendingin/media pemanas.
 Permukaan penukar panas yg bersih ( kerak
& pengapuran mrp lapisan isolasi )
 Luas permukaan perpindahan yg besar,
dinding yg tipis, konduktivitas panas yg
baik dr bhn dasar alat.

23. TIPE HE PLATE

24. HE TIPE PLATE

25. BAGIAN-BAGIAN HE SHELL AND
TUBE

26. HE TIPE SHELL AND TUBE

27. THANK YOU