Dokumen tersebut membahas tentang konveksi alami yang terjadi pada fluida akibat adanya perbedaan suhu. Konveksi alami dapat terjadi secara laminer maupun turbulen, tergantung nilai Grashof dan Rayleigh. Dokumen juga menyertakan contoh perhitungan koefisien konveksi udara di sekitar pelat vertikal berdasarkan sifat-sifat fluida dan kondisi pelat.

1. Konveksi Bebas/Alamiah
Pertemuan ke X
NK. Caturwati

2. Defisini :
Pergerakan fluida lebih disebabkan akibat
adanya gaya apung (bouyancy) fluida.
Bouyancy menyebabkan adanya gradien
densitas dalam fluida yang berhubungan
langsung dengan gaya badan / berat fluida.

3. Grashof Number, Gr,L
Menyatakan
perbandingan antara gaya
apung dan gaya viscous
fluida.
Koefisien ekspansi thermal volumetrik.
Untuk Gas ideal : β = 1/T ,
T temperatur absolut.
Untuk Cairan : Lihat di Tabel.

4. Beberapa nilai β (.10-3 1/K)
Engine Oil : 0,7 T = 273 – 430 K
Ethylene Glycol : 0,65 T = 273 – 373 K
Glycerin : 0,47 T = 273 – 280 K
: 0,48 T = 290 – 300 K
Water : 0,28 T = 300 K
Semua jenis gas dapat didekati dengan nilai
1/T , T (K)

5. Konveksi bebas,Laminer, pelat Vertikal
Kondisi Laminer :

6. Konveksi bebas, turbulen pada pelat
vertikal
Kondisi turbulen ditentukan oleh nilai Rayleigh
Untuk perhitungan teknik dpt digunakan
rumus empiris :
Laminer : n = ¼ dan C = 0,59
Turbulen : n = 1/3 dan C = 0,1

7. Contoh soal :
Pelat tegak sepanjang 0,25 m memiliki temperatur
permukaan 70 ᵒC. Temperatur udara sekitar pelat
25 ᵒC. Tentukan besarnya koefisien konveksi
udara disekitar pelat.
Jawab :
Sifat udara pada T = 320,5 ᵒK
= 17,95 .10-6 m2/s
Pr = 0,7
= 1/320,5 K = 3,12 10-3 K-1
= 23. 10-6 m2/s
k = 27 10-3 W/m.K

8. 53. 106
Kondisi : n = 1/3 dan C = 0,1
Masih
salah !
Nu = 50,34 sehingga
h rata-rata : (50,34 x 27 10-3 W/m.K) / 0,25 m = 5,4 W/m2.K