Introduction to ConvectionKonveksi : Mekanisme Perpindahan Panas pada fluida yang meliputi kerja gabungan dari konduksi dan gerakan mencampur fluida

Klasifikasi KonveksiKonveksi Paksa : adanya gaya dari luar mis. fan, blowerKonveksi Alamiah : pengaruh gaya apung

Introduction to Convection

Mekanisme Fisik KonveksiNo Aliran KonduksiAda Aliran KonveksiPerpan antara 2 plat sejajarPendinginan besi dengan fanPerpan Konveksi Tergantung dari :Fluid Properties : V, k,, r, m,Cp, LGeometri dan kekasaran bendaType Aliran (laminer/turbulen)Konveksi : The most complex mechanism??? V semakin besar, lebih cepat dingin

Introduction to Convection

Newtons Law of CoolingDimana : h = Koef. Perpan konveksi (W/m.C) As = luas permukaan perpan (m2)Ts = temperatur permukaan ( C)T = temperatur jauh dari permukaan ( C) Jika Fluida dialirkan pada permukaan sebuah plat, pada lapisan fluida yang kontak dengan plat, kecepatan fluida = 0, perpan yang terjadi Konduksi Murni

Introduction to Convection

Nusselt NumberUntuk mereduksi variabel, nondimensional untuk koefisien perpan konveksi :Nu = Dimana : k = konduktifitas termal Lc = panjang karakteristikInterpretasi :Nu adalah ratio perpan konveksi relatif terhadap konduksiNu>> , maka perpan konveksi efektifNu = 1 , murni konduksi

Introduction to Convection

Lapis Batas KecepatanPerhatikan aliran fluida diatas platTebal lapisan batas (dV) adalah jarak arah y jika u = 0,99 (aliran bebas)Dua daerah karakteristik aliran :Boundary Layer Regiondaerah dimana gradien kecepatan dan dan shear stresses besar Inviscid flow regiondaerah dimana gradien kecepatan dan dan shear stresses dapat diabaikan Shear stressesdanu

Introduction to Convection

Lapis Batas TermalAliran Fluida diatas plat isotermalLapis batas termal adalah daerah dari fluida dimana ada gradien temperaturTebal Lapis Batas termal (dT) adalah jarak dari permukaan arah y dimana ratio temperatur

Kecepatan fluida akan berpengaruh terhadap gradien temperatur sehingga mempengaruhi perpan konveksi

Introduction to Convection

Prandtl NumberTebal relatif lapis batas kecepatan dan lapis batas termal dinyatakan oleh parameter nondimensional Prandtl Numberdimana : = Difusivitas termal = Viskositas kinematik Cp = Panas Spesifik Gas Pr = 1 Logam Cair , Pr > 1

Introduction to Convection

Aliran Laminer dan TurbulenTransisi dari aliran laminer dan turbulen

Untuk aliran pd plat datar, Re = 5 x 105

Introduction to Convection

Solusi Convection ProblemBasic Problem : Koefisien Konveksi (h) ?? h=f (k, cp, r, m, V, L, dll)1. Analytical Solusi analisis persamaan defferensial untuk perpan konveksi kadang tidak mungkin solusi menggunakan matematika2. Computational3. Experimental Solusi secara eksperimen dinyatakan dalam bentuk : a. persamaan empiris b. grafisMotion of a fluid dikembangkan dari persamaan hukum dasar : - Conservation of mass, momentum and energy - Newtons second law of motion. - Need to express conservation of energy by taking also into account the bulk motion of the fluid Analytical

Introduction to Convection

EksperimentalData Eksperimen convection heat transfer biasanya dinyatakan dalam bentuk Non-Dimensional parameter : Dimana m dan n adalah konstanta eksponen ( antara 0 1 ) dan konstanta C tergantung dari bentuk geometri dan aliranBentuk yang lebih kompleks lebih akurat.

Introduction to Convection