MAKALAH PERPINDAHAN PERPIN DAHAN PANAS SECARA KONVEKSI
Disusun oleh : Eka Febri Wulandari 2316030004 Arif Sudaryanto 2316030050 Er Erina ina !os !osan anit itaa !oh !oh"ah 2316 316030 0300#6 0#6 $a%as Dar"a&an 2316030106
Dosen : 'rof( Dr( )r( Soe*ri+anto, -(S.
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA INDUSTRI FAKULTAS VOKASI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
2017 KATA PENGANTAR
'u+i syukur ka"i *an+atkan kehadirat Allah S&t yan% telah "e"berikan rah"at serta hidayah ke*ada kita se"ua, sehin%%a berkat karunia/ya ka"i da*at "enyelesaikan "akalah
den%an +udul
-akalah
'er*indahan
'anas
Se.ara
oneksi( -akalah ini "eru*akan salah satu tu%as *ada "ata kuliah *er*indahan *anas dan "assa( 'enyusun "en%u.a*kan teri"a kasih ke*ada se"ua *ihak yan% telah "e"bantu dala" "enyelesaikan tu%as "akalah ini( 'enyusun "enyadari bah&a "akalah ini "asih banyak kekuran%an dan +auh dari kese"*urnaan( ntuk itu *enyusun "asih "en%hara*kan kritik dan saran yan% bersifat "e"ban%un %una *enye"*urnaan "akalah di "asa datan%( a"i berhara* se"o%a "akalah ini da*at ber"anfaat ba%i *enulis sendiri "au*un ke*ada *e"ba.a *ada u"u"nya( a"i "enyadari bah&a "akalah ini +auh dari kese"*urnaan( leh karena itu, ka"i berhara* kritik dan saran dari *e"ba.a yan% bersifat "e"ban%un untuk "akalah ini(
Surabaya, 20 -aret 201#
'enyusun
BAB I PENDAHULUAN I.1
Latar Bea!a"# 'er*indahan kalor dari suatu at ke at lain serin%kali ter+adi dala" industri *roses( 'ada kebanyakan *en%er+aan, di*erlukan *e"asukan atau *en%eluaran kalor, untuk "en.a*ai dan "e"*ertahankan keadaan yan% dibutuhkan se&aktu *roses berlan%sun%( ondisi *erta"a yaitu "en.a*ai keadaan yan% dibutuhkan untuk *en%er+aan, ter+adi u"*a"anya bila *en%er+aan harus berlan%sun% *ada suhu tertentu dan suhu ini harus di.a*ai den%an +alan *e"asukan atau *en%eluaran kalor( ondisi kedua yaitu "e"*ertahankan keadaan yan% dibutuhkan untuk o*erasi *roses, terda*at *ada *en%er+aan eksoter" dan endoter"( Disa"*in% *erubahan se.ara ki"ia, keadaan ini da*at +u%a "eru*akan *en%er+aan se.ara ala"i( Den%an de"ikian, 'ada *en%e"bunan dan *en%habluran 7kristalisasi8 kalor harus dikeluarkan( 'ada *en%ua*an dan *ada u"u"nya +u%a *ada *elarutan, kalor harus di"asukkan( 9uku" ala" "enyatakan bah&a kalor adalah suatu bentuk ener%i( $ila dala" suatu siste" terda*at %radien suhu, atau bila dua siste" yan% suhunya berbeda disin%%un%kan,"aka akan ter+adi *er*indahan ener%i( 'roses ini disebut seba%ai *er*indahan *anas 79eat ransfer8( Dari titik *andan% teknik 7en%ineerin%8, Analisa *er*indahan *anas da*at di%unakan untuk "enaksir biaya, kelayakan, dan besarnya *eralatan yan% di*erlukan untuk "e"indahkan se+u"lah *anas tertentu dala" &aktu yan% ditentukan( Dala" *er*indahan *anas, seba%ai"ana dala" .aban%/.aban% keteknikan lainnya, *enyelesaian yan% baik terhada* suatu soal "e"erlukan asu"si 7*en%andaian8 dan idealisasi( 9a"*ir tidak "un%kin "en%uraikan %e+ala fisik se.ara te*at, dan untuk "eru"uskan suatu soal dala" bentuk *ersa"aan yan% da*at diselesaikan kita *erlu "en%adakan bebera*a *en%ira/iraan 7a**ro;i"ation8( $ila *anas ber*indah dari suatu fluida ke dindin% , se*erti "isalnya didala" ketel, "aka kerak terbentuk *ada *en%o*erasian yan% terus "enerus dan akan "en%uran%i la+u aliran *anas( ntuk "en+a"in *en%o*rasian yan% "e"uaskan dala" +an%ka &aktu yan% la"a, "aka harus ditra*kan faktor kea"anan untuk "en%atasi ke"un%kinan ini( Dala" *er*indahan *anas ada ti%a +enis *er*indahan *anas yaitu *er*indahan *anas den%an .ara konduksi, koneksi, dan radiasi( I.2
R$%$&a" Ma&aa' 1( A*akah *en%ertian dari *er*indahan *anas se.ara koneksi < 2( $a%ai"ana *roses *er*indahan *anas se.ara koneksi <
I.(
T$)$a" 1( ntuk "en%etahui *en%ertian dari *er*indahan *anas se.ara koneksi( 2( ntuk "en%etahui *roses *er*indahan *anas se.ara koneksi(
BAB II PEMBAHASAN II.1
Pe"#ert*a" Per+*",a'a" Pa"a& 'er*indahan *anas antara suatu *er"ukaan *adat dan suatu fluida berlan%sun% se.ara koneksi( oneksi *anas da*at dihitun% den%an *ersa"aan *endin%inan e&ton:
di"ana : = > alor yan% di*indahkan h > oefisien *er*indahan kalor se.ara koneksi A > ?uas bidan% *er"ukaan *er*indahan *anas > e"*eratur anda "inus 7/8 di%unakan untuk "e"enuhi huku" )) ther"odina"ika, sedan%kan *anas yan% di*indahkan selalu "e"*unyai tanda *ositif 7@8( 'ersa"aan diatas "endefinisikan tahanan *anas terhada* koneksi( oefisien *indah *anas *er"ukaan h, bukanlah suatu sifat at, akan teta*i "enyatakan besarnya la+u *indah *anas di daerah dekat *ada *er"ukaan itu( Fluks Kalor: Adalah la+u *er*indahan *anas *ersatuan luas 7=A8( Fluks kalor boleh didasarkan atas luas *er"ukaan luar atau dala" *i*a( Suhu arus rata-rata: Adalah suhu yan% di.a*ai a*abila keseluruhan fluida yan% "en%alir "elalui *ena"*an% itu dikeluarkan lalu di.a"*ur se.ara adiabati. Koefisien perpindahan kalor menyeluruh: Bika ter+adi konduksi dan koneksi se.ara berturutan, "aka berba%ai tahanan *anas yan% tersan%kut da*at di+u"lahkan untuk "e"*eroleh koefisien *indah *anas keseluruhan ( 'ersa"aan *er*indahan *anas "en+adi h > suhu fluida *anas
.
>suhu fluida din%in
h C . A A
> %aya doron% atau beda suhu lokal "enyeluruh > luas *er"ukaan dala"luar *i*a > koefisien *indah *anas keseluruhan berdasarkan A > faktor *ro*orsionalitas antara =A dan
Bika A > Ao, luas *er"ukaan luar tabun%, "aka > o, koefisien yan% didasarkan atas luas *er"ukaan luar
II.2
Per+*",a'a" Pa"a& Se-ara K"/e!&* 'er*indahan kalor den%an +alan aliran dala" industri ki"ia "eru*akan .ara *en%an%kutan kalor yan% *alin% banyak di*akai( leh karena koneksi hanya da*at ter+adi "elalui at yan% "en%alir, "aka bentuk *en%an%kutan ka1or ini hanya terda*at *ada at .air dan %as( 'ada *e"anasan at ini ter+adi aliran, karena "asa yan% akan di*anaskan tidak sekali%us di ba&a kesuhu yan% sa"a tin%%i( leh karena itu ba%ian yan% *alin% banyak atau yan% *erta"a di*anaskan "e"*eroleh "asa +enis yan% lebih ke.il dari*ada ba%ian "asa yan% lebih din%in( Seba%ai akibatnya ter+adi sirkulasi,
sehin%%a kalor akhi"ya tersebar *ada seluruh at( oneksi adalah *roses *er*indahan kalor dari satu ba%ian fluida ke ba%ian lain fluida oleh *er%erakan fluida itu sendiri( oneksi dibedakan "en+adi dua +enis, yaitu koneksi ala"iah dan koneksi *aksa( oneksi ala"iah "eru*akan *er%erakan fluida yan% ter+adi akibat *erbedaan "assa +enis( $a%ian fluida yan% "eneri"a kalordi*anasi "e"uai dan "assa +enisnya "en+adi lebihke.il, sehin%%a ber%erak ke atas( e"udian te"*atnya akan di%antikan oleh ba%ian fluida din%in yan% +atuh ke ba&ah karena"assanya +enisnya lebih besar( Sedan%kan *ada koneksi *aksa, fluida yan% telah di*anasi akan lan%sun% diarahkan tu+uannya oleh sebuah blo&er atau *o"*a(
a"bar 1(3( 'er*indahan *anas koneksi( 7a8 koneksi *aksa, 7b8 koneksi ala"iah, 7.8 *endidihan, 7d8 kondensasi 'ada *er*indahan kalor se.ara koneksi, ener%i kalor ini akan di*indahkan ke sekelilin%nya den%an *erantaraan aliran fluida( leh karena *en%aliran fluida
"elibatkan *en%an%kutan "asa, "aka sela"a *en%aliran fluida bersentuhan den%an *er"ukaan bahan yan% *anas, suhu fluida akan naik( erakan fluida "elibatkan ke.e*atan yan% seterusnya akan "en%hasilkan aliran "o"entu"( Badi "asa fluida yan% "e"*unyai ener%i ter"a yan% lebih tin%%i akan "e"*unyai "o"entu" yan% +u%a tin%%i( 'enin%katan "o"entu" ini bukan disebabkan "asanya akan berta"bah( -alahan "asa fluida "en+adi berkuran% karena kini fluida "eneri"a ener%i kalor( Fluida yan% *anas karena "eneri"a kalor dari *er"ukaan bahan akan naik ke atas( ekoson%an te"*at "asa bendalir yan% telah naik itu diisi *ula oleh "asa fluida yan% bersuhu rendah( Setelah "asa ini +u%a "eneri"a ener%i kalor dari *er"ukan bahan yan% kalor dasi, "asa ini +u%a akan naik ke atas *er"ukaan "enin%%alkan te"*at asalnya( ekoson%an ini diisi *ula oleh "asa fluida bersuhu renah yan% lain( 'roses ini akan berlan%sun% berulan%/ulan%( Dala" kedua *roses konduksi dan koneksi, faktor yan% *alin% *entin% yan% "en+adi *enyebab dan *endoron% *roses tersebut adalah *erbedaan suhu( A*abila *erbedaan suhu (ter+adi "aka keadaan tidak stabil ter"a akan ter+adi( eadaan tidak stabil ini *erlu diselesaikan "elalui *roses *er*indahan kalor( Dala" *en%a"atan *roses *er*indahan kalor koneksi, "asalah yan% uta"a terletak *ada .ara "en.ari "etode *enentuan nilai h den%an te*at( ilai koefisien ini ter%antun% ke*ada banyak faktor( Bu"lah kalor yan% di*indahkan, ber%antun% *ada nilai h( Bika .e*atan "edan teta*, artinya tidak ada *en%aruh luar yan% "endoro"% fluida ber%erak, "aka *roses *er*indahan ka1or berlaku( Sedan%kan bila ke.e*atan "edan di*en%aruhi oleh unsur luar se*erti ki*as atau *eniu*, "aka *roses koneksi yan% akan ter+adi "eru*akan *roses *er*indahan kalor koneksi *aksa( an% "e"bedakan kedua *roses ini adalah dari nilai koefisien h/nya( $esarnya koneksi di*en%aruhi oleh : 1. ?uas *er"ukaan benda yan% bersin%%un%an den%an fluida 7A8( 2. 'erbedaan suhu antara *er"ukaan benda den%an fluida 778( 3( oefisien koneksi 7h8, yan% ter%antun% *ada : a( is.ositas fluida b( ke.e*atan fluida .( *erbedaan te"*eratur antara *er"ukaan dan fluida d( ka*asitas *anas fluida e( ra*at "assa fluida f( bentuk *er"ukaan kontak $erdasarkan %aya *enyebab ter+adinya arus aliran fluida, koneksi da*at diklasifikasikan "en+adi koneksi bebasala"iah dan koneksi *aksa(
Ga%ar 2. )lustrasi aliran fiuda *ada koneksi ala"iah dan *aksa
oneksi ala"iah ter+adi karena ada arus yan% "en%alir akibat %aya a*un%, sedan%kan %aya a*un% ter+adi karena ada *erbedaan densitas fluida tan*a di*en%aruhi %aya dari luar siste"( 'erbedaan densitas fluida ter+adi karena adanya %radien suhu *ada fluida( ontoh koneksi ala"iah antara lain aliran udara yan% "elintasi radiator *anas GM-Cae133( H( 'ada *erbatasan suatu *er"ukaan dan suatu fluida akan ter+adi *er*indahan *anas se.ara konduksi dan koneksi( $iasanya te"*eratur *er"ukaan itu .uku* tin%%i untuk "eni"bulkan *ula radiasi( an*a adanya aliran yan% di*aksakan terhada* fluida, "aka sekitar *er"ukaan akan ter+adi koneksi se.ara ala"iah( 'erbedaan te"*eratur antara ba%ian/ba%ian fluida "enyebabkan *erbedaan densiti dan karena itu ti"bul %erakan dan aliran dala" fluida( Aliran ala"iah ini "e"*erbesar *er*indahan *anas yan% se"ula sa"*ai ter.a*ai keadaan yan% te.a*( ara *er*indahan *anas se"a.a" ini disebut koneksi ala"iah atau koneksi bebas( $esarnya koefisien *er*indahan *anas harus dida*at dari hasil *er.obaan( $anyak *enyelidikan telah dilakukan untuk "enentukan koefisien *indah *anas itu( Bika berba%ai hasil *enyelidikan itu diku"*ulkan, ternyata da*at di*eroleh *ersa"aan e"*iris dala" bilan%an/bilan%an tan*a di"ensi, salah satu di antaranya adalah bilan%an rashof, yan% dibuat untuk "enun+ukkan sifat/ sifat koneksi bebas ( 9asil *er.obaan itu serin% +u%a dinyatakan seba%ai no"o%ra" 7ali%n"ent .hart8 atau %rafik(
'ersa"aan e"*iris dan no"o%ra" itu da*at di*akai %una "e"*erkirakan koefisien *er*indahan *anas untuk koneksi bebas( arena terda*at berba%ai *ersa"aan dan no"o%ra", "aka haruslah di.ari yan% keadaan siste"nya sa"a den%an siste" yan% sedan% ditin+au( II.(
A*ra" V*&!&*ta&
aya C %aya iskos biasanya diteran%kan den%an te%an%an %eer 7shear stress8 antara la*isan C la*isan fluida( Bika te%an%an ini dian%%a* berbandin% den%an %radient ke.e*atan 7elo.ity %radient8 nor"al, "aka kita da*atkan *ersa"aan dasar untuk iskositas,
'ada *er"ulaan, *e"bentukan la*isan batas itu la"inar, teta*i *ada suatu +arak kritis dite*i de*an, ber%antun% dari "edan aliran dan sifat C sifat fluida, %an%%uan C %an%%uan ke.il *ada aliran itu "e"besar dan "ulailah ter+adi *roses transisi hin%%a aliran "en+adi turbulen( Den%an aliran turbulen da*at di%a"barkan seba%ai ke.o.okan ra"ban% di"ana %u"*alan fluida ber%erak ke sana ke "ari dise%ala arah( ransisi dari aliran la"inar "en+adi turbulen ter+adi a*abila
Di"ana : > ke.e*atan aliran bebas I
> +arak dari te*i de*an
J
>
> iskositas kine"atik
'en%elo"*okkan khas diatas disebut an%ka !eynolds dan an%ka ini tak berdi"ensi a*abila untuk se"ua sifat C sifat diatas di%unakan *eran%kat satuan yan% konsistenK
An%ka !eynolds di%unakan seba%ai .riteria untuk "enun+ukkan a*akah aliran dala" tabun% atau *i*a itu la"inar atau turbulen( ntuk
Aliran itu biasa turbulen( 'ada daerah transisi terda*at suatu +an%kau an%ka !eynolds, yan% ber%antun% dari kekasaran *ia dan kehalusan aliran( Ban%kau transis yan% biasa di%unakan ialah Walau*un dala" kondisi yan% dikendalikan ketat dala" laboratoriu" aliran la"inar "asih bias dida*atkan *ada an%ka !eynolds 25(000( 9ubun%an kontinuitas untuk aliran satu C di"ensi dala" tabun% ialah
Di"ana : " > la+u aliran "assa > ke.e*atan rata C rata A II.
> luas *ena"*an%
La+*&a" Bata& La%*"ar +a,a Pat Rata ita tera*kan hoku" kedua e&ton tentan% %erak,
Di"ana LF; > ta"bahan fluks "o"entu" *ada arah ; Fluks "o"entu" *ada arah ; ialah hasil *erkalian aliran "assa "elalui satu sis tertentu dari olu"e kendali dan ko"*onen ; ke.e*atan *ada titik itu( -assa yan% "asuk dari "uka kiri unsure itu *ersatuan &aktu ialah Bika kita andaikan satu satuan kedala"an *ada arah ( +adi "o"entu", "asuk *ada "uka kiri *er satuan &aktu ialah
Dan "o"entu" yan% keluar dari "uka kanan ialah
Aliran "assa yan% "asuk dari "uka adalah Aliran "assa keluar dari" "uka atas ialah
era.a "assa *ada unsure itu "e"berikan
Atau
'ersa"aan diatas ialah *ersa"aan kontiunuitas, untuk la*isan batas( -o"entu" *ada arah ; yan% "asuk "elalui "uka ba&ah adalah Mu d; Dan "o"entu" *ada arah ; yan% keluar dari "uka atas ialah
$a%i kita hanya "o"entu" *ada arah ; yan% *entin%, karena %aya yan% "en+adi *erhatian kiata dalah analisa ini adalah %aya *ada arah ;( %aya ini adalah %aya C %aya yan% disebabkan oleh %eser iskos dan %aya tekanan *ada unsure( aya tekanan *ada
"uka kiri adalah N dy, dan *ada "uka kanan adalah
, sehin%%a
%aya tekanan netto *ada arah %erakan adalah
aya %eser iskos *ada "uka ba&ah adalah
Dan %aya %eser *ada "uka atas
aya %eser iskos netto *ada arah %erakan ialah +u"lah kedua %aya di atas: aya %eser/iskos neto > O Den%an "enya"akan +u"lah %aya %eser/iskos dan %aya tekanan den%an *er*indahan "o"entu" *ada arah ;, kita da*atkan O
>N
2
dy C Nu 2dy @
disederhanakan, den%an "en%%unakan *ersa"aan kontinuitas dan "en%abaikan diffrensial orde kedua, kita da*at
'ersa"aan diatas ialah *ersa"aan "o"entu" untuk la*isan batas la"inar den%an sifat C sifat teta*( 'ersa"aan ini da*at diselsaikan se.ara eksak untuk berba%ai kondisi batas, dan *ara *e"ba.a( 'enyelesaian eksak *ersa"aan la+u la*isan batas "en%hasilkan
II.4
Pr&e& Per+*",a'a" Pa"a& K"/e!&* Aa%*a' ,a" Peraata" Pe"#er*"# 'rinsi* dasar *roses *en%erin%an adalah ter+adinya *en%uran%an kadar air atau *en%ua*an kadar air oleh udara karena *erbedaan kandun%an ua* air antara udara sekelilin% dan bahan yan% dikerin%kan( 'en%ua*an ini ter+adi karena kandun%an air diudara "e"*unyai kele"ba*an yan% .uku* rendah( 'ada saat *roses *en%erin%an, akan berlan%sun% bebera*a *roses yaitu: 1( 'roses *er*indahan "assa, *roses *er*indahan "assa ua* air atau *en%alihan kele"ba*an dari *er"ukaan bahan kesekelilin% udara(
2(
'roses *er*indahan *anas, akibat *ena"bahan 7*er*indahan8 ener%i *anas ter+adilah *roses *en%ua*an air dari dala" bahan ke *er"ukaan bahan atau *roses *erubahan fasa .air "en+adi fasa ua*( edua *roses tersebut diatas dilakukan den%an .ara "enurunkan ele"ba*an relatif udara den%an "en%alirkan udara *anas disekelilin% bahan sehin%%a tekanan ua* air bahan lebih besar dari tekanan ua* air di udara sekelilin% bahan yan% di kerin%kan(*erbedaan tekanan ini "eneyebabkan ter+adinya aliran ua* air dari bahan keudara luar( ntuk "enin%katkan *erbedaantekanan udara antara *er"ukaan bahan den%an udara sekelilin%nya da*at dilakukan den%an "e"anaskan udara yan% dihe"buskan ke bahan( -akin *anas udara yan% dihe"buskan "en%elilin%i bahan, "aka banyak *ula ua* air yan% da*at di ttarik oleh udara *anas *en%erin%( Ener%i *anas yan% berasal dari hasil *e"bakaran "enyebabkan naiknya te"*erature ruan% *e"bakaran( arena adanya *erbedaan te"*eratur antara ruan% *e"bakaran den%an le"ari *en%erin%, "aka ter+adi *er*indahan *anas koneksi ala"iah didala" alat *en%erin%( dara *anas didala" le"ari *en%eriin%% "e"*unyai densitas yan% lebih ke.il dari udara *anas diruan% *e"bakaran sehin%%a ter+adi aliran udara( ara *er*indahan *anas koneksi erat kaitannya den%an %erakan atau aliran fluida( Salah satu se%i analisa yan% *alin% *entin% adalah "en%etahui a*akah aliran fluida tersebut la"inar atau turbulen( Dala" aliran la"inar, aliran dari %aris aliran 7strea"line8 ber%erak dala" la*isan/la*isan, den%an "asin%/ "asin% *artikel fluida "en%ikuti lintasan yan% lan.ar serta "alar 7kontiniu8( 'artikel fluida tersebut teta* *ada urutan yan% teratur tan*a salin% "endahului( Seba%ai kebalikan dari %erakan la"inar, %erakan *artikel fluida dala" aliran turbulen berbentuk i%/a% dan tidak teratur( edua +enis aliran ini "e"berikan *en%aruh yan% besar terhada* *er*indahan *anas koneksi( $ila suatu fluida "en%alir se.rara la"inar se*an+an% suatu *er"ukaan yan% "e"*unyai suhu berbeda den%an suhu fluida, "aka *er*indahan *anas ter+adi den%an konduksi "olekulardala" fluida "au*un bidan% antara 7interfa.e8 fluida dan *er"ukaan( Sebaliknya dala" aliran turbulen "ekanis"e konduksi diubah dan dibantu oleh banyak sekali *usaran/*usaran 7eddies8 yan% "e"ba&a %u"*alan fluida "elintasi %aris aliran( 'artikel/*artikel iniber*eran seba%ai *e"ba&a ener%y dan "e"indahkan ener%i den%an .ara ber.a"*ur den%an *artikel fluida tersebut( arena itu, kenaikan la+u *en.a"*uran 7atau turbulensi8 akan +u%a "enaikkan la+u *er*indahan *anas den%an .ara koneksi ntuk "en%analisa distribusi te"*eratur dan la+u *er*indahan *anas *ada *eralatan *n%erin%an, di*erlukan nera.a ener%i disa"*in% analisis dina"ika fluida dan analisi la*isan batas yan% ter+adi( Setelah kiat "elakukan nera.a ener%i terhada* siste" aliran itu, dan kita tentukan *en%aruh aliran itu tehada* beda te"*eratur dala" fluida "aka distribusi te"*erature dan la+u *er*indahan *anas dari *er"ukaan yan% di*anaskan ke fluida yan% ada diatasnya da*at diketahui( esei"ban%an ener%i *anas da*at dilihat dala" ru"usan berikut:
Qudout = mud C p dT = Qin = mair LH air 'er*indahan *anas koneksi dinyatakan dala" bentuk: Pkoneksi > h.(A(Dt 'ada siste" koneksi bebas dikenal suatu ariable tak berdi"ensi baru yan% san%at *entin% dala" *enyelesaian se"ua *ersoalan koneksi ala"i, yaitu an%ka rashof r yan% *eranannya sa"a den%an *eranan an%ka !eynolds dala" siste" koneksi *aksa, didefinisikan seba%ai *erbandin%an antara %aya a*un% den%an %aya iskositas di dala" siste" aliran koneksi ala"i( r Q > Di"ana koefisien "uai olu"e R untuk %as ideal, R > 1 oefisien *er*indahan *anas koneksi bebas rata/rata untuk berba%ai situasi da*at dinyatakan dala" bentuk fun%si: Q>
> 7rQ'r Q8
"
di"ana subs.ri* f "enun+ukkan bah&a se"ua sifat/sifat fisik harus di ealuasi *ada suhu fil", :Q > 'roduk *erkalian antara an%ka %rashof dan an%ka *randtl disebut an%ka !aylei%h: !a > r ( 'r II.5
K"/e!&* Bea& ,a" A*ra" F$*,a Pa,a Pat M*r*"# rientasi ke"irin%an *elat a*akh *er"ukaannya "en%hada* atas atau ke ba&ah "eru*akan salah satu fa.tor yan% "e"*en%aruhi bilan%an nusselt(ntuk "e"buat *erbedaan ini Fu+i dan )"ura "e"berikan tanda sudut se*erti yan% ditun+ukkan *ada %a"bar 2(1 seba%ai berikut : 1( Sudut adalah ne%atif +ika *er"ukaan *anas "en%hada* ke atas( 2( Sudut adalah *ositif +ika *er"ukaan *anas "en%hada* ke ba&ah(
-enurut Fu+i dan )"ura untuk *lat "irin% den%an *er"ukaan *anas "en%hada* ke ba&ah *ada +an%kauan @ T0 U K10 :
5
r('r 10
u>0(56 7r ?('r .os8
11
14
bentuk korelasinya adalah
a"bar 2(1 onse* 'ositif dan e%atie *ada 'lat -irin% ntuk *lat den%an ke"irin%an ke.il 7TTU "en%hada* ke ba&ah "aka *ersa"aannya : u>0,5T 7r ?('r8
V0U8 dan *er"ukaan *anas 1A5
ntuk *lat "irin% den%an *er"ukaan *anas "en%hada* ke atas dala" +an%kauan r ?('r 10
11
U Kr ? r . K dan /15
U /#5
bentuk korelasinya adalah u>0(145 G7r ?('r8
13
/7r .('r8
13
H@0,56 7r .('r .os
8
14
ntuk *lat "irin% ,*anas 7atau din%in 8 relatie terhada* te"*eratur fluida, *lat se+a+ar den%an e.tor %raitasi,dan %aya a*un% yan% ter+adi "enyebabkan %arakan fluida ke atas atau ke ba&ah( $a%ai"ana*un, +ika *latnya "e"bentuk sudut terhada* %raitasi,%aya a*un% "e"*unyai ko"*onen nor"al terhada* *er"ukaan *lat( Den%an adanya *en%uran%an %aya a*un% yan% *aralel terhada* *lat,dan +u%a ter+adi *enurunan ke.e*atan fluida se*an+an% *lat,dan bisa di*erkirakan bah&a +u%a ter+adi *enurunan *ada *er*indahan *anas koneksi( eta*i *enurunan itu ter+adi a*akah *er*indahan *anasnya berasal dari atas ataau ba&ah *er"ukaan dari *lat( II.7
K"/e!&* Bea& ,a" A*ra" F$*,a Pa,a Pat Vert*!a etika suatu *lat rata erti.al di*anaskan "aka akan akan terbentuklah suatu la*isan batas koneksi bebas, 'rofil ke.e*atan *ada la*isan batas ini tidak se*erti *rofil ke.e*atan *ada la*isan batas koneksi *aksa ('ada %a"bar 2(2 da*at dilihat *rofil ke.e*atan *ada la*isan batas ini,di"ana *ada dindin% ,ke.e*ataan adalah nol,karena terda*at kondisi tan*a %elin.ir 7no/sli*8K ke.e*atan itu berta"bah terus sa"*aai "en.a*ai nilai "aksi"u" ,dan ke"udian "enurun la%i hin%%a nol *ada te*i la*isan batas('erke"ban%an a&al la*isan batas adalah la"inar,teta*i suatu +arak tertentu dari te*i de*an ,ber%antun% *ada sifat/sifat fluida dan beda suhu antara dindin% dan lin%kun%an,terbentuklah *usaran/*usaran ke la*isan batas turbulen *un "ulailah ter+adi(Selan+utnya,*ada +arak lebih +auh *ada *lat itu la*isan batas "en+adi turbulen se*enuhnya(
-.(Ada"s "en%korelasikan nilai usselt rata/rata den%an bentuk : n > >7r ?('r8 onstanta ditentukan *ada tabel 2(1 Sifat/sifat fisik Diealuasi *ada suhu fil" Q(ntuk *erkalian antara bilan%an rashof den%an bilan%an 'randtl disebut den%an bilan%an !aylei%h 7!a8 yaitu : !a? > r ?('r >
