07_Konveksi Bebas

KONVEKSI BEBAS Koefisien perpindahan panas konveksi dipengaruhi oleh kecepatan fluida. Semakin tinggi kecepatan semakin besar koefisien perpindahan panasnya. Kecepatan fluida untuk konveksi bebas adalah rendah biasanya lebih kecil dari 1 m/s. Oleh karena itu koefisien perpindahan panas pada konveksi bebas lebih rendah dari pada konveksi paksa. Beberapa peralatan penukar kalor didesain pada kondisi operasi konveksi bebas karena tidak dibutuhkan lagi penggerak fluida seperti pompa atau fan/kipas.

Mekanisme Fisik dari Konveksi Bebas

Beberapa peralatan penukar kalor yang melibatkan konveksi bebas sebagai mekanisme utama dari perpindahan panasnya antara lain: pendinginan peralatan elektronik seperti  power transistors, TVs dan VCRs; perpindahan panas dari pemanas elektrik atau radiator uap; perpindahan panas dari tubuh hewan dan manusia.

Gaya Apung

Gaya apung sama dengan berat fluida yang dipindahkan :

fluid  adalah densitas rata-rata dari fluida, g adalah gaya gravitasi dan V body adalah volume dari body yang terendam. Gaya vertikal :

Koefisien Ekspansi Volume (the volume expansion coefficient),   untuk gas ideal (P= (P=RT) pada temperatur T adalah sama dengan invers dari temperatur:

Dimana T adalah temperatur absolut.

Persamaan Gerak dan Bilangan Grashof

Persamaan Gerak Fluida pada lapisan Batas karena efek gaya apung

Bilangan Grashof