Dokumen ini membahas materi perpindahan kalor, termasuk konduksi, konveksi, dan radiasi, serta prinsip-prinsip dan rumus-rumus terkait. Disediakan juga sumber referensi dan contoh nilai konduktivitas panas untuk berbagai material. Penjelasan mencakup mekanisme perpindahan panas, koefisien konveksi, dan perhitungan rugi-rugi panas.

1. Mata Kuliah :
PERPINDAHAN KALOR
Dipersiapkan Oleh :
NK. Caturwati
Jurusan Teknik Mesin
Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
CILEGON - 2011

2. Materi Kuliah
I. Pengertian Umum Perpindahan Panas;
2. Kondusi keadaan steady satu dimensi.;
3. Konduksi keadaan stedi dimensi rangkap dan
4. Konduksi keadaan tak stedi.;
5. Prinsip-prinsip konveksi ;
6. Sistem konvelsi alamiah.;
7. Sistem konveksi paksa
8. Rumus-rumus empirik dan praktis untuk perpindahan panas konveksi
9. Perpindahan panas radiasi.;
10. Perpindahan kondensasi dan didih;
11. Alat penukar panas.

3. Referensi
1. Frank P. Incropera, David P.De Witt,
“Fundamentals of Heat and Mass
Transfer”John Wiley & Sons, Inc. 1990.

4. Perpindahan Panas adalah:
Perpindahan Energi akibat beda
temperatur .
Mekanisme
Perpindahan Panas
KONDUKSI KONVEKSI RADIASI

6. KONDUKSI
Perpindahan panas yang diakibatkan adanya interaksi antar
partikel. Energi panas berpindah akibat persentuhan/kontak
antar molekul terutama pada benda padat.
dT
FOURIER’S LAW q" = −k
dx
q” = Fluks panas yaitu laju panas per satuan luas permukaan
yang tegak lurus dengan arah perpindahan panas/kalor. = W/m 2
k = konduktivitas panas bahan = W/m.K
dT/dx = Gradien temperatur dalam medium = K/m

7. H=50 cm
1400 K 1150 K
q”
Konduktivitas panas
W=300 cm
dinding : 1.7 W/m.K
L=15 cm
Fluks Kalor yang melalui dinding tsb :
q” = 2833 W/m2
Kalor yang keluar dinding tersebut :
q = 2833 W/m2 .(0.5 m x 3 m) = 4250 W

8. Contoh Nilai Konduktivitas Panas pada Temperatur 300
K (Incropera)
Aluminium 237 W/m.K
Copper 401 W/m.K
Gold 317 W/m.K
Iron 80.2 W/m.K
Carbon steel 60.5 W/m.K
Stainless Steel 15.1 W/m.K
Asbes 0.58 W/m.K
Brick (Batu bata) 0.72 W/m.K

9. KONVEKSI
Perpindahan Panas akibat adanya gerakan
molekul. Terjadi antara permukaan padat
dengan fluida disekitarnya.
q” = h. ( Ts - T∞ )
T∞
q”
Ts

10. Koefisien Konveksi
Ditentukan oleh : Jenis fluida, kecepatan
fluida serta dimensi saluran.
Aliran fluida secara
Bebas / Free alamiah
konveksi
Aliran fluida
Paksa/forced
dikondisikan dengan
dengan alat atau
angin

11. Kisaran Nilai h (W/m2.K)
(Incropera)
Free Convection
Gases 2 – 25
Liquids 50 – 1000
Forced Convection
Gases 25 – 250
Liquids 50 - 20.000
Convection with Phase Change
Boiling or Condensation 2500 – 100.000

12. RADIATION
Energi berpindah dengan mengambil bentuk sebagai
gelombang elektromagnetik.
q"max =σT
. s
4
Untuk benda hitam
Ts
q" =ε.σ.T s
4
Benda abu-abu

13. Dimana :
σ = Konstanta Stefan – Boltzmann
= 5.67 x 10-8 W/m2.K4
ε = Emisivitas Permukaan (0 – 1)
ε=0 Benda Transparan
ε=1 Benda Hitam

14. CONTOH SOAL
h = 15 W/m2.K ε = 0.8
T∞= 25 0C D = 70 mm
udara Tentukan rugi-rugi
q” panas persatuan
panjang pipa.
Tsur = 25 0C
Ts = 200 C
0
q = h.(πDL)(Ts − T∞ ) + ε (πDL)σ (Ts4 − Tsur )
4