Transcript 5 Fin – PINPAN – DFA ver 2

PINDAH PANAS (TPE 4231/2/W) – KP&BIO
Pendahuluan (Mekanisme perpindahan panas,
konduksi, konveksi, radiasi)
 Pengenalan Konduksi (Hukum Fourier)
 Pengenalan Konduksi (Resistensi Termal)
 Konduksi tunak 1D pada:
a) Koordinat Kartesian/Dinding datar
b) Koordinat Silindris (Silinder)
c) Koordinat Sferis (Bola)
 Konduksi disertai dengan generasi energi panas
 Perpindahan panas pada Sirip (Fin)
 Konduksi mantap 2 dimensi
 Presentasi (Tugas Kelompok)
 UTS







Pendahuluan fin
Jenis2 Fin
Analisa umum konduksi pada fin
Fin uniform pada irisan melintang
Performansi fin
Efisiensi total permukaan

Apakah Fin (Extended Surface/Sirip) itu?
Merupakan tambahan luasan yang bertujuan untuk
memperbesar laju perpindahan panas. Pada bab ini
fin merupakan tambahan luasan pada benda padat
yang mengalami perpindahan panas konduksi pada
benda itu sendiri dan konveksi dengan lingkungan.
Sebutkan contoh penerapan fin
yang lain!

Pada aplikasinya jenis fin yang dipilih tergantung pada
ruang yang tersedia, berat, proses pembuatan, biaya, dan
tentunya besar perpindahan panas tambahan yang dapat
dihasilkan. Semakin banyak fin maka mungkin luasnya
semakin besar untuk perpindahan panas yang lebih besar,
akan tetapi akan menyebabkan pressure drop juga untuk
aliran fluida yang melewati fin.
atau dapat ditulis pula dalam bentuk:
Karena T∞ konstan maka:
Untuk mendapatkan C1 dan C2 maka
perlu ditetapkan kondisi batas,
pertama yaitu kondisi batas pada basis
fin (x=0):
Sedangkan kondisi batas untuk ujung fin
dapat dikategorikan menjadi 4 kondisi
yaitu:
A) terjadi konveksi di ujung fin;
B) Konveksi di ujung fin dapat diabaikan dan
ujung fin dianggap adiabatis;
C) Temperatur di ujung fin ditentukan
D) Panjang fin tak hingga
Kondisi A, kondisi batas yang kedua yaitu kesetimbangan energi pada ujung fin
pindah panas konduksi sama dengan konveksi. Dengan substitusi kondisi batas
pada persamaan diatas maka dapat ditemukan:
Kemudian dengan beberapa manipulasi matematis akan didapatkan
persamaan distribusi temperatur:
Untuk Kasus B:
Untuk kasus C:
Dan untuk kasus D:
Fin silinder yang sangat panjang berdiameter 5 mm
memiliki temperatur 100 oC pada bagian pangkal
(basis)-nya. Ujungnya memiliki temperatur 25 oC
kontak dengan udara dengan koefisien pindah
panas konveksi 100 W/m2K.
 Tentukan distribusi temperatur sepanjang fin
jika fin tersebut terbuat dari tembaga murni
(k=398 W/m). Hitung kehilangan panas yang
terjadi karena fin tersebut!
 Perkirakan seberapa panjang fin tersebut agar
perhitungan dengan asumsi panjang fin tak
hingga menjadi akurat
Maka persamaan yang digunakan adalah untuk
kasus D:
Dan untuk laju pindah panasnya:
Panjang fin bisa dianggap tidak hingga jika laju
perpindahan panas antara ujung fin dan basis adalah
konstan, maka bisa dibandingkan antara persamaan
berikut akan memiliki nilai yang sama:
Nilainya sama jika tanh mL >= 0.99 atau mL>= 0.265
Telah dijelaskan bahwa penggunaan fin bertujuan untuk mempercepat
perpindahan panas ke lingkungan dengan menambah luas efektif untuk
transfer panas. Akan tetapi bagaimanapun fin itu sendiri dapat
merepresentasikan resistansi konduksi dari permukaan aslinya. Dengan
adanya hal ini maka tidak dapat dijamin bahwa penambahan fin selalu akan
mepercepat perpindahan panas. Untuk itu perlu adanya evaluasi apakah
penambahan fin tersebut efektif untuk mempercepat perpindahan panas.
Efektivitas fin ini dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai
berikut:
dan untuk fin tak hingga:
Efektifitas fin juga dapat diwakili dengan resistansi thermal sebagai berikut:
Performansi fin dapat juga diwakili dengan efisiensi yang
dirumuskan sebagai berikut
Jika lebar fin persegi jauh lebih panjang dari tebalnya maka:

Efisiensi total dari permukaan yang
memiliki fin adalah sebagai berikut:

Laju pindah panas totalnya adalah:

Resistansi thermal fin:

Resistansi thermal fin:
Tugas (PR)
dikumpulkan minggu depan
Cari soal tentang fin dan jawablah!
Buatlah paper/review paper/jurnal untuk
dipresentasikan, dengan memilih salah satu
dari topik berikut ini:
 Metode pengukuran konduktivitas thermal
 Fin dengan area melintang non-uniform
 Aplikasi fin
 Aplikasi heat transfer pada food processing
 Bioheat – perpindahan panas pada manusia
 Unsteady-state heat transfer
 Simulasi komputer perpindahan panas / CFD






1 Kelompok 5 orang
Paper tidak lebih dari 4 halaman, format bebas
PPT maksimum 20 halaman
Waktu presentasi 10 menit (7 menit presentasi, 3
menit tanya jawab)
Semua anggota kelompok harus aktif, yang
tidak aktif akan dikurangi 5% dari nilai
maksimum kelompok tersebut
You have options to presents your works in
English or Bahasa Indonesia (The maximum
points for presentation in English will be 100%,
and in Bahasa Indonesia is 95%)
Back