MAKALAH PERPINDAHAN PANAS

PERPINDAHAN PANAS

SECARA RADIASI

Disusun Oleh :

1. Sigit Wursito Hutomo (21030112060047)2. Ni’matul Izzah (21030112060033)3. Fahmi Nurfaizin (21030112060059)4. Ekanisa Tri Lestari (21030112060038)5. Afita Devi P (21030112060068)6. Nendy Ayu Putri (21030112060010)7. Senja Puteri D (21030112060021)8. Elsa Paramita (21030112060030)9. Isti Fauziah (21030112060014)10. Tri Utami Handayani (21030112060024)11. Riki Januari (21030111060055)12. Faza Aulia Rahman (21030111060016)

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

PROGRAM DIPLOMA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2014

PERPINDAHAN PANAS SECARA RADIASI

Perpindahan panas radiasi adalah energi panas yang ditransfer oleh

gelombang atau partikel elektromagnetik.

1. PerpindahanPanas

Perpindahan panas radiasi melibatkan transfer panas oleh radiasi

elektromagnetik yang timbul karena suhu benda. Sebagian besar energi jenis ini

berada di kawasan spektrum elektromagnetik inframerah, meskipun beberapa

diantaranya adalah di permukaan yang terlihat. Istilah radiasi termal sering

digunakan untuk membedakan bentuk radiasi elektromagnetik dari bentuk-

bentuk lain, seperti sebagai gelombang radio, sinar - x, atau sinar gamma.

Pemindahan panas dari perapian di sebuah ruangan digaris pandang adalah

contoh dari perpindahan panas radiasi .

Perpindahan panas radiasi tidak membutuhkan media, seperti udara atau

logam, untuk mengambil tempat. Setiap material yang memiliki suhu di atas nol

mutlak memberikan beberapa energi radiasi. Ketika awan menyelimuti matahari,

baik panas dan cahaya berkurang. Ini adalah salah satu contoh yang paling sering

digunakan dari perpindahan panas secara radiasi.

2. Radiasi Benda Hitam

Benda yang memancarkan jumlah panas maksimal untuk suhu mutlak

disebut benda hitam. Tingkat perpindahan panas radiasi dari benda hitam ke

sekitarnya dapat dinyatakan oleh persamaan berikut:

Dimana :

Q =Kecepatan Perpindahan Panas (Btu/Hr)

σ = Konstanta Stefan-Boltzman (0.174 Btu/hr-ft2-oR4)

A= Luas Permukaan( ft2)

T= Suhu (oR)

Dua Benda hitam yang memancarkan terhadap satu sama lain memiliki

fluks panas bersih antara mereka. Laju aliran bersih panas antara mereka

diberikan oleh sebuah adaptasi dari Persamaan 2-12 .

Dimana :

A = Luas permukaan pada benda satu (ft2)

T1= Suhu pada benda satu (°R)

T2= Suhu pada benda dua (°R)

Semua benda di atas suhu nol mutlak memancarkan beberapa panas.

Matahari dan bumi keduanya memancarkan panas terhadap satu sama lain. Hal

ini tampaknya melanggar Hukum Kedua Termodinamika, yang menyatakan

panas yang tidak bisa mengalir dari benda yang dingin ke benda panas. Paradoks

ini diselesaikan oleh fakta bahwa masing-masing benda harus dalam berhadapan

langsung dengan yang lain untuk menerima radiasi dari itu. Oleh karena itu,

setiap kali benda dingin yang memancarkan panas ke benda panas, panas benda

juga harus memancar panas ke benda dingin. Karena benda panas memancarkan

panas lebih banyak ( karena suhu yang lebih tinggi ) dibandingkan benda dingin,

aliran bersih panas dari panas ke dingin, dan masih memenuhi Hukum kedua

Thermodinamika.

3. Emisivitas

Benda nyata tidak memancarkan panas sebanyak benda hitam yang

sempurna. Benda tersebut memancarkan panas kurang dari benda hitam dan

disebut benda abu-abu. Untuk memperhitungkan fakta bahwa benda-benda nyata

adalah benda abu-abu, Persamaan 2-12 dimodifikasi menjadi bentuk berikut.

Emisivitas hanyalah sebuah faktor yang kita kalikan perpindahan panas

benda hitam untuk memperhitungkan bahwa benda hitam adalah kasus yang

ideal. Emisivitas adalah nomor tak berdimensi dan memiliki nilai maksimum 1,0.

4. Faktor Radiasi Konfigurasi

Radiasi laju perpindahan panas antara dua benda abu-abu dapat dihitung

dengan persamaan tercantum di bawah.

fa = adalah factor bentuk, yang tergantung pada pengaturan tata ruang dari dua

benda (berdimensi)

fe = adalah faktor emisivitas, yang tergantung pada emissivitias dari kedua objek

(berdimensi)

Dua istilah terpisah fa dan fe dapat dikombinasikan dan diberi simbol f.

Aliran panas antara dua benda abu-abu sekarang dapat ditentukan dengan

persamaan berikut:

Simbol (f) merupakan factor berdimensi kadang-kadang disebut factor

konfigurasi radiasi, yang memperhitungkan emisivitas kedua benda dan geometri

relatif benda tersebut. Radiasi Faktor konfigurasi biasanya ditemukan dalam

sebuah buku teks untuk situasi tertentu. Setelah factor konfigurasi diperoleh,

secara keseluruhan fluks panas bersih dapat ditentukan. Radiant fluks panas

hanya boleh dimasukkan dalam masalah ketika lebih besar dari 20% dari

masalah.

Contoh Soal

Hitung panas radiasi antara lantai (15 ft x 15 ft) dari tungku dan atap, jika keduanya

berada terpisah 10 kaki. Lantai dan atap mempunyai suhu masing-masing 2000° F

dan 600° F, Asumsikan bahwa lantai dan atap memiliki permukaan hitam.

Penyelesaian

Tabel dari buku referensi, atau disediakan oleh instruktur, memberikan: