laporan responsi pindah panas

SOAL DAN PENYELESAIAN

1. Buah-buahan disimpan dalam ruangan pendingin yang terbuat dari semen (49 mm) pada bagian dalam, bata pada bagian tengah dan fiber (20 mm) pada bagian luar. Suhu udara 25 ^oC sedangkan suhu bagian dalam ruangan -10 ^oC. Konduktivias untuk masing-masing bahan adalah semen 0.762 W/mK, bata 0.0433 W/mK. Luas permukaan pendingin adalah 25 m². Jika panas yang keluar dan pendingin tersebut sebesar 478 W, berapa tebal lapisan bata yang harus diperbuat?

1. Dik :

K_A = 0.762 W/mK, K_B= 0.0433 W/mK, K_C = 0.43 W/mK, A = 25 m² , q = 478 W

Dit : L_B = …?

Jaw : u = = = 0.546 W/mK

= + +

= + +

= 0.0643 + + 0.0465

L_b = (1.8315 – (0.0643 + 0.0465)) x 0.0433

= 0.0745 m

= 74.5 mm

2. Pipa untuk pendinginan terbuat dari besi dengan diameter bagian dalam 0.25 inchi dan bagian luar 0.4 inchi. Suhu bagian dalam pipa 45 ^oF sedangkan suhu bagian luar 75 ^oF. Konduktivitas termal logam tersebut merupakan suhu K = 7.75 + 7.78 x 10^-3 T, K dalam satuan Btu/ft/F. Hitung panas yang terbuang dalam btu/s dan watt.

Dik: D₁ = 0.25 inch, D₂ = 0.4 inch, L = 1 ft, ∆T = 30⁰C

K = a + b T

= 7.75 + 7.78 x 10^-3 T

K_rata-rata = a + b ()

= 8.2168 Btu/h ft F

Dit : q =…?

Jaw : q =

=

= 0.912 Btu/s

3. Pipa pendinginan dengan diameter bagian dalam 5 mm dan bagian luar 20 mm digunakan pada kolam pendinginan. Air es mangalir didalamnya dengan suhu 274.9 K, suhu bagian luar 297.1 K. Jika energi sebesar 14.65 W harus dibuang dari media pada kolam, berapa panjang pipa yang dibutuhkan?

Dik : r₁ = 2.5 mm = 2.5 x 10^-3 m; r₂ = 10 mm = 0.01 m; k= 1 W/m K

T₁ = 274.9 K; T₂ = 297.1 K; q = 14.65 W

Dit : L =…?

Jawab : L =

=

= 0.1456 m

4. Selai buah dalam kaleng dengan diameter 68.1 mm dan tinggi 101.66 mm, mula-mula ditempatkan pada suhu udara 29.4 ^oC. Kemudian bahan tersebut dimasukkan ke dalam proses pemanasan yang berisi uap panas 115.6. Pada pemanasan selama 0.75 jam, berapa suhu bagian tengah pipa jika h = 4540 W/m² K, koduktivitas termal (selai) = 0.830 W/m K dan difusivitas termal = 2.007 x 10^-7 m²/s.

Dik :

T_o = 29.4 ^oC = 302.4 K; T_w = 115.6 ^oC = 388.6 K; t = 0.75 jam = 2700 s

h = 4540 W/m² K; k = 0.830 W/m K; α = 2.007 x 10^-7 m²/s

Dit : T_p =…?

Jaw :

Silinder :

m = 0,0053 , x = 0,016

maka : = 0,75

Plate :

m = 0,00359 , x = 0,21

maka : = 0,8

= 0,75 x 0,8 = 0,6

5. Papan alumunium yang sangat besar dengan tebal 4 cm dari pemanasan 220 ^oC kemudian ditempatkan pada ruangan dengan suhu 90 ^oC, jika k = 215 W/mK, h = 525 W/mK, difusivitas termal = 8.4 x 10^-5 m²/s, berapa suhu pada jarak 2.25 cm dari permukaan sesudah 1 menit bahan ditempatkan pada suhu 90 ^oC tersebut? Karena pipa terlalu besar maka transfer energi ke arah luar luasan dapat diabaikan

Dik : Papan alumunium : H = 4 cm; L =1/2 H = 0,02 m; T_p = 220⁰C

T90⁰C; K =215 W/m.K; h = 525 W/m².K; α = 8.4 x 10^-5 m²/s

x = 2,25 cm

Dit: Tp (t = 60s) = … ?

Jawaban :

Center of plate :

m = 0,00359 , x = 12,6

maka :

= 20,5