PERPINDAHAN KALOR RADIASI OLEH KELOMPOK 4 Karima Agustianti (1506675730) Kaysa Faradis Mahira (1506675711) Mari Ma ria a Na Nafi fisa sah h Kh Khai airi riah ah (1 (150 5067 6744 4457 570) 0) Naufal Hafizh (1506726441) Sauria Karina (1506675895)
Halo!
Saya Maria Nafisah Khairiah TUGAS A : NOMOR 1
Definisi radiasi termal › ›
Radias Radi asi: i: Perp Perpin indah dahan an ka kalo lorr ta tanp npa a za zatt Radi Ra dias asi: i: pa panc ncar aran an en ener ergi gi me mela lalu luii su suatu atu ma mate teri ri ata atau u ruan ru ang g da dala lam m be bent ntuk uk pa pana nas, s, parti partike kel, l, atau atau gelomb gel ombang ang ele elektro ktromag magnet netik/ ik/foto foton n dar darii sum sumber ber radiasi.
Jenis-- jenis radiasi Jenis Radiasii ion ionisa isasi si 1. Radias Radiasi Radia si ya yang ng da dapa patt me meny nyeb ebab abka kan n te terj rjad adin inya ya pr pros oses es ionisa ion isasi. si. Rad Radias iasii ion ionisa isasi si mem memilik ilikii pan panjan jang g gel gelomb ombang ang lebi le bih h ke keci cill da dan n fr frek ekue uens nsii ge gelo lomb mban ang g le lebi bih h be besa sar. r. ›
2. Radias Radiasii nonnon-ionisa ionisasi si Radi Ra dias asii ya yang ng tidak tidak di diik ikut utii ek eksi sita tasi si at atau au io ioni nisa sasi si io ion. n. Radia Ra diasi si no non n io ioni nisa sasi si me memi milik likii pa panj njan ang g ge gelo lomb mban ang g lebi le bih h be besa sarr da dan n fr frek ekue uens nsii ge gelo lomb mban ang g le lebi bih h ke keci cil.l. ›
Sifat-sifat radiasi termal Ketiga komponen tersebut dihubungkan secara matematis sebagai: ›
Absorpsi Radiasi yang jatuh akan diserap oleh bahan tergantung dari benda itu sendiri (hitam, kelabu, atau putih). Refleksi Radiasi yang jatuh pada bahan akan dipantulkan, dua fenomena refleksi yang dapat diamati adalah refleksi spekular dan refleksi baur. Pada refleksi spekular sudut jatuh sama dengan sudut pantul radiasi dan pada refleksi baur, radiasi yang jatuh tersebar merata ke segala arah. Transmisi Radiasi yang jatuh akan diteruskan oleh bahan, jarang suatu benda mampu meneruskan radiasi (biasanya diserap) › ›
› ›
› ›
Halo!
Saya Karima Agustianti TUGAS A : NOMOR 1
Perbedaan Antara Perpindahan Kalor Secara Radiasi dan Konveksi Perbedaan
Medium
Radiasi Termal
Konveksi
Medium yang dilewati oleh energi tidak
Memerlukan medium
ikut berpindah (tidak terjadi
berupa fluida yang
perpindahan partikel dalam medium)
mengalir dengan
sehingga tidak membutuhkan medium
kecepatan tertentu
dalam transfer panas radiannya. Jenis aliran
Tidak dipengaruhi jenis aliran
Dipengaruhi jenis aliran
Dipengaruhi oleh suhu (T) dari benda Koefisien
dan lingkungan, emisivitas (ε) benda,
perpindahan kalor
dan luas permukaan benda (A).
Perpindahan kalor dipengaruhi oleh Warna benda
warna benda yang berpengaruh pada
Dipengaruhi oleh bilanganbilangan tak berdimensi
Tidak dipengaruhi oleh warna benda.
nilai emisivitas.
Perilaku
Radiasi yang menimpa suatu benda
Pada konveksi tidak ada
dapat dipantulkan, diabsorpsi atau
peristiwa pemantulan,
ditransmisikan.
absorpsi maupun transmisi.
Halo!
Saya Kaysa Faradis Mahra TUGAS A : NOMOR 3
Terdapat 2 permukaan hitam,A1 dan A2, yang temperaturnya dijaga agar tetap berbeda yang ingin diketahui bagaimana mendapatkan persamaan umum pertukaran energinya.
Shape Factor/ View Factor/ Configuration Factor ›
›
›
Fungsi: Menentukan jumlah energi yang meninggalkan satu permukaan dan sampai ke permukaan lain. Notasi: Fij , fraksi energi yang meninggalkan permukaan i dan mencapai permukaan j. View factor memiliki rentang antara 0-1.
Shape Factor/ View Factor/ Configuration Factor Asumsi: 1. Radiasi seragam pada semua arah di sepanjang permukaan, contoh permukaan yang isotermal dan diffuse . 2. Medium antara dua permukaan juga tidak menyerap, mengemisikan, atau menghamburkan radiasi. ›
BIG CONCEPT Shape Factor bisa ditentukan dengan 3 metode: 1. Reciprocity Relation 2. Inspeksi 3. Aturan Penjumlahan
1. Reciprocity Relation 1.
Energi yang meninggalkan permukaan 1 dan sampai ke permukaan 2
2. Energi yang meninggalkan permukaan 2 dan sampai ke permukaan 1
Cont’d 3. Pada benda hitam, radiasi awal akan diserap seluruhnya, maka pertukaran energi total adalah
4. Jika kedua permukaan memiliki suhu yang sama, Q1-2= 0 dan T1=T2
Sehingga
Cont’d 5. Pada benda hitam, radiasi awal akan diserap seluruhnya, maka pertukaran energi total adalah
dengan mengeleminasi Eb1 – Eb2 , maka didapat Reciprocity Relation
Nilai F ij dan F ji tidak akan sama kecuali luas permukaan bidangnya berukuran sama.
2. Inspeksi Prinsip: 1. Nilai F ij = 0 mengindikasikan bahwa permukaan i dan j tidak saling bertemu. 2. Nilai F ij = 1 mengindikasikan bahwa permukaan j mengelilingi permukaan i. Contoh ›
›
Cont’d ›
Contoh Spheris di dalam kubus dengan L = D, memiliki F12= 1 karena permukaan 2 mengelilingi permukaan 1.
Tabel & Grafik Penting untuk Penentuan Shape Factor
Cont’d
Cont’d
Cont’d
Cont’d
Cont’d
Contoh Soal 1 (Holman 8-2) Jika terdapat plat yang saling paralel berukuran 0.5 x 1 m yang dipisahkan dengan jarak 0.5 m. plat pertama memiliki suhu 1000oC dan plat kedua memiliki suhu 500oC. Berapa total pertukaran radiasi antara dua plat? Jawab: Diketahui: Y = 0.5 m X=1m D = 0.5 m T1 = 1000oC = 1273 K T2 = 500oC = 7 7 3 K Ditanya:
Untuk memecahkan permasalahan ini, lebih baik mencari shape factor mengunakan grafik yaitu grafik 8-12. Oleh karena itu, kita harus mencari nilai: 1. Y/D 2. X/D Y/D = 0.5 m/0,5 m = 1 X/D = 1 m/0.5 m = 0.2 Lalu plot nilai Y/D dan X/D pada grafik untuk mendapatkan F1-2 atau F12.
0.285
Diperoleh F12 = 0.285 dengan A1 = 0 . 5 m x 1 m = 0 . 5 m2 , maka pertukaran panas totalnya adalah
Jika ingin dihitung dengan F21 dengan persamaan q = A2F21 (Eb1-Eb2 ) maka hasil yang didapan pasti akan sama. Dikarenakan, menrut reciprocity relation, jika A1=A2 maka pasti nilai F akan sama.
Mencari nilai Shape Factor dengan teknik integrasi Untuk 2 benda yang tidak dapat ditentukan dengan melihat data pada grafik, penentuan shape factor dapat dilakukan dengan teknik integrasi
Cont’d Tentukan Fij atau shape factor pada radiasi yang berasal dari suatu luasan kecil, A i, ke lingkaran besar A j jika kedua permukaan diffuse.
Teta i, teta j, dan R tidak bergantung terhadap A i sehingga persamaan menjadi
dengan
Cont’d
Substitiusi nilai-nilai dengan
Didapatkan
Halo!
Saya Naufal Hafizh
Aturan Penjumlahan Penjumlahan faktor bentuk dari permukaan i ke semua permukaan termasuk dirinya ›
Aturan Penjumlahan (cont’d) Aturan penjumlahan dapat diaplikasikan pada setiap permukaan sejumlah N. Total faktor bentuk yang harus dievaluasi langsung pada permukaan N menjadi : ›
Aturan Penjumlahan (contoh soal) (Cengel) Tentukan faktor bentuk pada gambar berikut. ›
Penyelesaian Pada pendekatan dua permukaan, yang ditinjau hanya ›
faktor bentuk. Ketiga faktor bentuk lainnya ditentukan dengan aplikasi aturan penjumlahan dan resiprokal
Penyelesaian (2) Kita dapat penentukan dua faktor bentuk dengan pengecekan sederhana.
sehingga, aturan penjumlahan dipakai untuk permukaan 1 dengan F11+F12=1
Penyelesaian (3) Pada faktor bentuk F21 berlaku hubungan resiprokal untuk permukaan 1 dan 2
Sehingga,
Penyelesaian (4) Faktor bentuk F22 ditentukan dengan menerapkan aturan penjumlahan F21 + F22 = 1 Sehingga
Contoh Soal 2 (incropera 13.2) Tentukan F12 dan F21 dari
Contoh Soal 2 (incropera 13.2) Diasumsikan: Permukaan memiliki pancaran radiasi seragam ( diffuse )
0.172
Halo!
Saya Sauria Karina TUGAS B : NOMOR 1
Ilustrasi Sistem T1 = 260oC A1 = 12 m2
X
Asumsi 3m
Z
›
›
4m Y 4m
T2 = 90oC A2 = 16 m2
Semua permukaan dinding hitam sehingga semua energi terserap 4 permukaan lain (selain permukaan 1 dan 2) terinsulasi sempurna sehingga semua energi teradiasikan kembali
PENYELESAIAN 1.
Menentukan persamaan net heat transfer dari dinding kiri (permukaan 1) ke lantai (permukaan 2)
− = = ( 4 4 ? 2.
Menghitung rasio untuk mendapatkan F12 dari Figure 8 - 14
2.
Menghitung rasio untuk mendapatkan F12 dari Figure 8 - 14 T1 = 260oC A1 = 12 m2
X
Z
Y
T2 = 90oC A2 = 16 m 2
= = , = =
0,18
F12 = 0,18 0,75
3.
Menghitung net heat transfer
− = (4 4 − = (5,669 × 10− . 4 )(12 )(0,18)(5334 3634 ) 4 − = 7,75
