heat conduction kelompok 4

23
LAPORAN PENDAHULUAN LABORATORIUM UNIT PROSES HEAT CONDUCTION OLEH KELOMPOK 4 1. Firmansyah Putra (03111003013) 2. Laras Diah Pratiwi (03111003054) 3. Naufal Husnan (03111003063) 4. Nahdia Chairani (03111003092) 5. Moh. Fauzi Hendrawan (03111003100) 6. Ahmad Ambari (03111003102) JURUSAN TEKNIK KIMIA

Upload: laras-diah-pratiwi

Post on 29-Dec-2015

374 views

Category:

Documents


38 download

DESCRIPTION

laporan tetap heat conduction

TRANSCRIPT

Page 1: Heat Conduction Kelompok 4

LAPORAN PENDAHULUAN

LABORATORIUM UNIT PROSES

HEAT CONDUCTION

OLEH

KELOMPOK 4

1. Firmansyah Putra (03111003013)

2. Laras Diah Pratiwi (03111003054)

3. Naufal Husnan (03111003063)

4. Nahdia Chairani (03111003092)

5. Moh. Fauzi Hendrawan (03111003100)

6. Ahmad Ambari (03111003102)

JURUSAN TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

2014

Page 2: Heat Conduction Kelompok 4

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perpindahan kalor dari suatu zat ke zat lain seringkali terjadi dalam

industri proses. Pada kebanyakan pengerjaan, diperlukan pemasukan atau

pengeluaran kalor, untuk mencapai dan mempertahankan keadaan yang

dibutuhkan sewaktu proses berlangsung. Kondisi pertama yaitu mencapai keadaan

yang dibutuhkan untuk pengerjaan, terjadi umpamanya bila pengerjaan harus

berlangsung pada suhu tertentu dan suhu ini harus dicapai dengan jalan

pemasukan atau pengeluaran kalor. Kondisi kedua yaitu mempertahankan keadaan

yang dibutuhkan untuk operasi proses, terdapat pada pengerjaan eksoterm dan

endoterm. Disamping perubahan secara kimia, keadaan ini dapat juga merupakan

pengerjaan secara alami. Dengan demikian, Pada pengembunan dan penghabluran

(kristalisasi) kalor harus dikeluarkan. Pada penguapan dan pada umumnya juga

pada pelarutan, kalor harus dimasukkan. Hukum alam menyatakan bahwa kalor

adalah suatu bentuk energi.

Bila dalam suatu sistem terdapat gradien suhu, atau bila dua sistem yang

suhunya berbeda disinggungkan,maka akan terjadi perpindahan energi. Proses ini

disebut sebagai perpindahan panas (Heat Transfer). Dari titik pandang teknik

(engineering), analisa perpindahan panas dapat digunakan untuk menaksir biaya,

kelayakan, dan besarnya peralatan yang diperlukan untuk memindahkan sejumlah

panas tertentu dalam waktu yang ditentukan. Ukuran ketel, pemanas, mesin

pendingin, dan penukar panas tergantung tidak hanya pada jumlah panas yang

harus dipindahkan, tetapi terlebih-lebih pada laju perpindahan panas pada kondisi-

kondisi yang ditentukan. Beroperasinya dengan baik komponen-komponen

peralatan, seperti misalnya sudu-sudu turbin atau dinding ruang bakar, tergantung

pada kemungkinan pendinginan logam-logam tertentu dengan membuang panas

secara terus menerus pada laju yang tinggi dari suatu permukaan. Juga pada

Page 3: Heat Conduction Kelompok 4

rancang-bangun (design) mesin-mesin listrik, transformator dan bantalan, harus

diadakan analisa perpindahan panas untuk menghindari konduksi-konduksi yang

akan menyebabkan pemanasan yang berlebihan dan merusakan peralatan.

Berbagai contoh ini menunjukkan bahwa dalam hampir tiap cabang keteknikan

dijumpai masalah perpindahan panas yang tidak dapat dipecahkan dengan

penalaran termodinamika saja, tetapi memerlukan analisa yang didasarkan pada

ilmu perpindahan panas.

Dalam perpindahan panas, sebagaimana dalam cabang-cabang keteknikan

lainnya, penyelesaian yang baik terhadap suatu soal memerlukan asumsi

(pengandaian) dan idealisasi. Hampir tidak mungkin menguraikan gejala fisik

secara tepat, dan untuk merumuskan suatu soal dalam bentuk persamaan yang

dapat diselesaikan kita perlu mengadakan beberapa pengira-iraan

(approximation).

Pada waktu menafsirkan hasil ahir suatu analisa, kita perlu mengingat

asumsi, idealisasi dan pengira-iraan yang telah kita buat selama mengadakan

analisa tersebut. Kadang-kadang kita perlu mengadakan pengira-iraan keteknikan

dalam penyelesaian suatu soal, karena tidak memadainya keterangan tentang sifat-

sifat fisik. Sebagai contoh, dalam merancang bagian-bagian mesin untuk

pengoperasian pada suhu tinggi mungkin kita perlu memakai batas proporsional

(proportional limit) atau kuat-lelah (fatigue strength) bahannya dari data suhu

rendah. Guna menjamin pengoperasian yang memuaskan dari bagian mesin ini,

perancang harus menerapkan faktor keamanan (safety factor) pada hasil yang

diperoleh dari analisanya. Pengira-iraan semacam itu perlu pula dalam soal-soal

perpindahan panas.

Sifat-sifat fisik seperti konduktivitas termal atau viskositas berubah

dengan suhu, tetapi jika dipilih suatu harga rata-rata yang tepat, maka

penyelesaian soal dapat sangat disederhanakan tanpa memasukan kesalahan yang

cukup besar dalam hasil ahirnya.

Bila panas berpindah dari suatu fluida ke dinding, seperti misalnya

didalam ketel, maka kerak terbentuk pada pengoperasian yang terus menerus dan

akan mengurangi laju aliran panas. Untuk menjamin pengoprasian yang

Page 4: Heat Conduction Kelompok 4

memuaskan dalam jangka waktu yang lama, maka harus ditrapkan faktor

keamanan untuk mengatasi kemungkinan ini. Dalam perpindahan panas ada tiga

jenis perpindahan panas yaitu perpindahan panas dengan cara konduksi, konveksi,

dan radiasi.

1.2 Tujuan

1) Untuk mengetahui prinsip dan cara kerja heat conduction apparatus.

2) Untuk mengetahui penerapan Hukum Fourier untuk konduksi linier

sepanjang logam.

3) Untuk mengetahui perubahan geometris (cross sectional area) pada profil

temperatur sepanjang konduktor panas dan membandingkannya dengan Q

supply.

1.3 Permasalahan

a) Bagaimana mengetahui pengaruh perubahan cross sectional area pada

profil temperatur dan termasuk untuk menghitung koefisien perpindahan

panas overall untuk masing-masing sistem konduksi.

b) Bagaimanakah kesesuaian antar Q supply dengan Q hasil perhitungan dari

rumus Fourier, mulai dari peristiwa konduksi untuk satu jenis logam

sampai untuk komposisi logam.

c) Bagaimanakah mekanisme konveksi sebagai perpindahan panas pada liquid

atau gas melalui gerakan molekul-molekulnya dan pengaruh perbedaan

temperatur.

1.4 Manfaat

Melalui percobaan ini kita diharapkan agar dapat mengetahui penerapan

konduktivitas panas pada peralatan Heat Exchanger dan penerapannya di pabrik.

Dan praktikan dapat menghitung dan membandingkan berbagai macam nilai k

pada setiap material.

Page 5: Heat Conduction Kelompok 4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Peristiwa Perpindahan Panas

Perpindahan panas (kalor) umunya adalah bentuk kalor yang dapat

berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu  rendah. Hal ini

terjadi dikarenakan perbedaan temperatur driving force dan aliran panas dari

daerah temperatur tinggi ke panas yang rendah. Sedangkan kalor ini merupakan

suatu bentuk energi atau dapat juga didefinisikan sebagai jumlah panas yang ada

dalam suatu benda. Perpindahan panas dalam bentuk kalor dapat terjadi

diberbagai tipe proses baik secara kimia maupun fisika. Perpindahan panas sering

terjadi dalam berbagai unit operasi, seperti lumber of foods, alcohol distilation,

burning of fuel, dan evaporation.

Secara umum ada tiga cara perpindahan panas yang berbeda yaitu :

konduksi (conduction; dikenal dengan istilah hantaran), radiasi (radiation) dan

konveksi (convection; dikenal dengan istilah ilian). Jika kita berbicara secara

tepat, maka hanya konduksi dan radiasi dapat digolongkan sebagai proses

perpindahan panas, karena hanya kedua mekanisme ini yang tergantung pada beda

suhu. Sedang konveksi, tidak secara tepat memenuhi definisi perpindahan panas,

karena untuk penyelenggaraanya bergantung pada transport massa mekanik pula.

Tetapi karena konveksi juga menghasilkan pemindahan energi dari daerah yang

bersuhu lebih tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah, maka istilah

“perpindahan panas dengan cara konveksi” telah diterima secara umum.

Konduksi adalah proses dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu

tinggi ke daerah yang bersuhu lebih rendah di dalam satu medium (padat, cair atau

gas) atau antara medium-medium yang berlainan yang bersinggungan secara

langsung tanpa adanya perpindahan molekul yang cukup besar menurut teori

kinetik. Suhu elemen suatu zat sebanding dengan energi kinetik rata–rata

molekul–molekul yang membentuk elemen itu. Energi yang dimiliki oleh suatu

Page 6: Heat Conduction Kelompok 4

elemen zat yang disebabkan oleh kecepatan dan posisi relative molekul–

molekulnya disebut energi dalam. Perpindahan energi tersebut dapat berlangsung

dengan tumbukan elastik (elastic impact), misalnya dalam fluida atau dengan

pembauran (difusi/diffusion) elektron–elektron yang bergerak secara cepat dari

daerah yang bersuhu tinggi kedaerah yang bersuhu lebih rendah ( misalnya

logam). Konduksi merupakan satu– satunya mekanisme dimana panas dapat

mengalir dalam zat padat yang tidak tembus cahaya. Contoh dari perpindahan

panas secara konduksi yaitu perpindahan panas melalui dinding heat exchanger

atau sebuah refrigerator, perlakuan panas pada steel forgings, pendinginan tanah

sepanjang musim dingin dan lain-lain.

Konveksi adalah proses transport energi dengan kerja gabungan dari

konduksi panas, penyimpanan energi dan gerakan mencampur. Konveksi sangat

penting sebagai mekanisme perpindahan energi antara permukaan benda padat,

cairan atau gas. Perpindahan panas secara konveksi diklasifikasikan dalam

konveksi bebas (free convection) dan konveksi paksa (forced convection) menurut

cara menggerakkan alirannya. Bila gerakan mencampur berlangsung semata –

mata sebagai akibat dari perbedaan kerapatan yang disebabkan oleh gradien suhu,

maka disebut konveksi bebas atau alamiah (natural). Bila gerakan mencampur

disebabkan oleh suatu alat dari luar seperti pompa atau kipas, maka prosesnya

disebut konveksi paksa. Keefektifan perpindahan panas dengan cara konveksi

tergantung sebagian besarnya pada gerakan mencampur fluida. Akibatnya studi

perpindahan panas konveksi didasarkan pada pengetahuan tentang ciri–ciri aliran

fluida. Contoh konveksi adalah perpindahan entalpi oleh pusaran-pusaran aliran

turbulen dan oleh arus udara panas yang mengalir melintas dan menjauhi radiator

(pemanas ) biasa.

Radiasi adalah proses dimana panas mengalir dari benda yang bersuhu

tinggi ke benda yang bersuhu rendah, bila benda–benda itu terpisah didalam

ruang, bahkan bila terdapat ruang hampa diantara benda–benda tersebut. Semua

benda memancarkan panas radiasi secara terus menerus. Intensitas pancaran

tergantung pada suhu dan sifat permukaan . Energi radiasi bergerak dengan

Page 7: Heat Conduction Kelompok 4

kecepatan cahaya (3x108 m/s) dan gejala–gejalanya menyerupai radiasi cahaya.

Menurut teori elektromagnetik, radiasi cahaya dan radiasi termal hanya berbeda

dalam panjang gelombang masing – masing. Sebagai contoh, kuarsa lebur akan

meneruskan hampir semua radiasi yang menimpanya: permukaan buram,

mengkilap atau cermin memantulkan sebagian besar radiasi yang jatuh padanya,

sedang permukaan hitam atau yang tidak mengkilap akan menyerap kebanyakan

radiasi yang diterimanya, dan mengubah energi yang diserapnya itu secara

kuantitatif menjadi kalor.

Keseimbangan momentum, keseimbangan energi, atau keseimbangan

massa pada unsteady state dapat digunakan sebagai dasar keseimbangan

perpindahan panas, sehingga didapatlah suatu persamaan keseimbangan heat

transfer:

(panas masuk) + (panas yang terbentuk) = (panas keluar) + (panas yang

terakumulasi)

Jika suatu benda melepaskan kalor pada benda lain maka kalor yang

diterima benda lain sama dengan kalor yang dilepas benda itu. Pernyataan ini

disebut juga sebagai Asas Black, yaitu jumlah kalor yang dilepas sama dengan

kalor yang diterima.

2.2 Perpindahan Panas Konduksi

Ketika salah satu bagian benda yang mempunyai suhu tinggi bersentuhan

dengan benda bersuhu rendah, kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi menuju

bagian benda bersuhu rendah. Adanya tambahan energi menyebabkan atom dan

molekul-molekul penyusun benda bergerak semakin cepat. Ketika bergerak,

molekul-molekul tersebut memiliki energi kinetik (EK = ½ mv2). Molekul-

molekul yang bergerak lebih cepat (energi kinetiknya lebih besar) maka akan

menumbuk molekul yang berada di sebelahnya. Molekul-molekul yang saling

bertumbuk tadi menumbuk lagi molekul lain yang berada di sebelah. Demikian

seterusnya. Jadi molekul-molekul saling bertumbukan, sambil  memindahkan

energi. Perpindahan kalor yang terjadi melalui tumbukan antara molekul

pernyusun benda dinamakan perpindahan kalor secara konduksi.

Page 8: Heat Conduction Kelompok 4

Laju perpindahan panas konduksi melalui suatu lapisan material  dengan

ketebalan tetap adalah berbanding lurus dengan beda suhu di pangkal dan ujung

lapisan tersebut, berbandung lurus dengan luas permukaan tegak lurus arah

perpindahan panas dan berbanding terbalik dengan ketebalan lapisan.

Hukum Fourier menyatakan bahwa laju perpindahan kalor dengan

sistem konduksi dinyatakan dengan :

Gradien temperatur dalam arah-x dinyatakan dengan, dT/ dx.

Luas perpindahan kalor arah normal pada arah aliran kalor, A.

Rumus Hukum Fourier:

Dimana:

Qx = laju perpindahan kalor ( Watt )

K = konduktivitas thermal, merupakan sifat material (W/m.C)

A = luas penampang yang tegak lurus denga arah laju perpindahan kalor

(m2)

dT/dx = Gradien temperatur dalam arah x (C/m)

Panas dikonduksikan dari tempat yang suhunya tinggi ke tempat yang

suhunya rendah. Sebagai akibatnya gradien suhu (dT/dx) kearah x positif  menjadi

negatif. Dengan adanya tanda negatif  pada persamaan diatas akan menyebabkan

nilai laju perpindahan panas dari suhu tinggi ke suhu rendah ini akan menjadi

positif.

Bila bahan atau material adalah isontropis maka konduktivitasnya tidak

bervariasi terhadap arah x. Catatan, bahwa tanda negatif pada persamaan Fourier

diatas diperoleh dari Hukum II Termodinamika untuk meyakinkan bahwa laju

panas positif dalam arah penurunan temperatur (dari daerah yang memiliki panas

tinngi ke daerah yang memiliki panas lebih rendah).

Contoh dari perpindahan panas secara konduksi adalah ketika kita melihat

seorang tukang menempah besi menjadi sesuatu barang semisal parang. Walau

hanya ujung besi yang dipanaskan, namun rasa panas akan menjalar ke semua

Page 9: Heat Conduction Kelompok 4

bagian besi, sehingga para tukang biasanya mengalasi ujung besi yang tidak

dipanaskan dengan kain. Contoh sederhana lainnya adalah ketika tangan kamu

memegang gelas panas, maka telapak tangan kamu akan menerima panas dari

gelas tersebut. Panas merambat melalui partikel zat. Partikel zat yang dilalui

hanya bergetar atau bergerak lebih cepat di tempatnya kerena dilalui panas. Panas

dapat mempercepat getaran atau gerakan partikel zat.

2.3 Perpindahan Panas Konduksi untuk Keadaan Satu Dimensi

Membahas konduksi panas keadaan tunak (stedy state) melalui sistem yang

sederhana dimana suhu dan aliran panas merupakan fungsi dari satu koordinat saja.

1. Dinding datar

Perhatikan suatu dinding datar, dimana menerapkan Hukum Fourier. Jika

persamaan dintegrasikan, maka akan didapatkan :

Jika konduktifitas termal berubah menurut hubungan linier dengan suhu,

seperti k = ko(1 +βT), maka persamaan aliran kalor menjadi :

2. Silinder berlubang

Gambar 2.3-1 Sketsa yang melukiskan nomenklatur untuk konduksi melalui silinder berlubang.

Aliran panas radial dengan cara konduksi melalui silinder berpenampang

lingkaran yang berlubang merupakan satu lagi soal konduksi satu-dimensi

Page 10: Heat Conduction Kelompok 4

yang besar arti pentingnya dalam praktek. Contoh yang khas adalah konduksi

melalui pipa dan melalui isolasi pipa. Jika silinder itu homogen dan cukup

panjang sehingga pengaruh ujung-ujungnya dapat diabaikan dan suhu

permukaan-dalamnya konstan pada Ti sedangkan suhu luarnya dipertahankan

seragam pada To maka laju konduksi panasnya adalah:

3. Cangkang yang berbentuk bola

Gambar 2.3-2 Sketsa yang melukiskan nomenklatur untuk konduksi melaluicangkang yang berbentuk bola.

Di antara semua bentuk geometri, bola mempunyai volume per luas

permukaan luar terbesar. Karena bola berongga kadang-kadang dipergunakan

dalam industry kimia untuk pekerjaan suhu rendah, bila kerugian panas harus

diusahakan sekecil mungkin. Konduksi melalui cangkang bola adalah juga

soal keadaan-stedi satu-dimensi jika suhu permukaan dalam dan luarnya

seragam dan konstan. Laju konduksi panas dalam hal ini (Gb. 2.3-2) adalah

4. Dinding komposit

Gambar 2.3-3 menunjukkan dinding komposit dari jenis yang khas

dipergunakan pada tanur yang besar. Lapisan dalam yang bersinggungan

dengan gas-gas yang bersuhu tinggi terbuat dari bahan tahan api. Lapisan-

antaranya terbuat dari bata isolasi; menyusul lapisan luar dari bata merah

biasa. Tiialah suhu gas-gas panas dan adalah konduktansi permukaan

Page 11: Heat Conduction Kelompok 4

satuan pada permukaan dalam. To ialah udara disekitar tanur dari adalah

konduktansi permukaan satuan pada permukaan luar.

Gambar 2.3-3 Distribusi suhu dan rangkaian termal untuk aliran panas melalui dinding datar komposit seri.

2.4 Perpindahan Panas Konduksi untuk Keadaan Dua Dimensi

Untuk menganalisis aliran panas keadaan tunak dua dimensi, berlaku

persamaan Laplace,

Dengan menganggap konduktivitas termal tetap, persamaan ini dapat diselesaikan

dengan cara analitik, numerik atau grafik.

2.5 Konduktivitas Termal

Membahas mengenai perpindahan panas secara konduksi maka kita tidak

akan melewatkan hal mengenai konduktivitas termal (panas). Konduktivitas

termal atau kehantaran termal adalah suatu nilai yang menyatakan kemampuan

suatu bahan untuk menghantarkan panas. Sifat ini merupakan salah satu dari sifat

transpot bahan. Satuan k adalah Btu/ft2 jam (F/ft) yang dapat ditulis sebagai

Btu/ft2 jam F atau W/mC. Nilai angka konduktivitas termal itu menunjukkan

berapa cepat kalor mengalir dalam bahan tertentu. Jadi, konduktivitas termal

tergantung pada temperatur.

Page 12: Heat Conduction Kelompok 4

Bahan yang dapat menghantarkan kalor disebut konduktor kalor, misalnya

besi, baja, tembaga, seng, dan aluminium (jenis logam). Adapun penghantar kalor

yang kurang baik atau penghantar kalor yang buruk disebut isolator kalor,

misalnya kayu, kaca, wol, kertas, dan plastik (jenis bukan logam).

Dari Hukum Fourier, konduktivitas dinyatakan dengan:

Hukum Fourier menyatakan bahwa k tidak bergantung pada gradient suhu

tetapi tidak selalu demikian halnya dengan suhu itu sendiri. Ketidaktergantungan

k ini telah dibuktikan dengan eksperimen dalam jangkau landaian suhu yang

cukup luas, kecuali untuk zat padat berpori, dimana radiasi antar partikel yang

tidak mematuhi hukum suhu yang linier, merupakan bagian penting dari aliran

kalor total. Di lain pihak k merupakan fungsi suhu, walaupun bukan fungsi kuat.

Untuk jangkau suhu yang tidak besar, k dianggap konstan. Tetapi untuk jangkau

yang lebih luas konduktivitas dapat didekati dengan persamaan dalam bentuk:

k = a + bT

dimana a dan b adalah konstanta empiris.

Konduktivitas termal zat cukup berbeda-beda. Umumnya konduktivitas

termal benda paadat lebih besar daripada gas. Setiap benda mempunyai

konduktivitas termal (kemampuan mengalirkan panas) tertentu yang akan

mempengaruhi panas yang dihantarkan dari sisi yang lebih panas ke sisi yang

lebih dingin. Semakin tinggi nilai konduktivitas termal suatu benda, semakin

cepat ia mampu mengalirkan panas yang diterima dari satu sisi ke sisi yang lain.

Benda yang memiliki konduktivitas termal (k) besar merupakan penghantar kalor

yang baik (konduktor termal yang baik). Sebaliknya, benda yang memiliki

konduktivitas termal kecil merupakan penghantar kalor yang buruk (konduktor

termal yang buruk).

Page 13: Heat Conduction Kelompok 4

Termal konduktivitas adalah proses untuk memindahkan energi dari

bagian yang panas ke bagian yang dingin dari substansi oleh interaksi molecular.

Dalam fluida, pertukaran energi utamanya dengan tabrakan langsung. Pada solid,

mekanisme utama adalah vibrasi molecular. Konduktor listrik yang baik juga

merupakan konduktor panas yang baik pula.

Contoh kasus sederhana yang kita alami dalam kehidupan sehari-hari

mengapa ubin lebih sejuk daripada karpet. Hal ini dikarenakan ubin memiliki

konduktivitas termal yang lebih besar daripada karpet. Karenanya ubin merupakan

penghantar kalor yang bagus, sedangkan karpet merupakan penghantar kalor yang

buruk. Ketika kita menginjak karpet, kalor mengalir dari kaki menuju karpet. Hal

ini terjadi karena suhu tubuh kita lebih tinggi dari suhu karpet. Karpet merupakan

penghantar kalor yang buruk karenanya kalor yang mengalir dari kaki kita

menumpuk di permukaan karpet sehingga karpet menjadi lebih hangat. Ketika kita

menginjak ubin atau keramik, kalor mengalir dari kaki menuju ubin atau keramik.

Karena ubin merupakan penghantar kalor yang baik maka kalor tidak tertahan di

permukaan ubin. Kalor mengalir dengan lancar sehingga kaki kita terasa dingin.

Jika rumahmu berada di daerah dingin, sebaiknya alasi lantai kamarmu dengan

karpet agar tubuhmu tidak kehilangan kalor.

Page 14: Heat Conduction Kelompok 4

2.6 Fluks Panas

Fluks panas adalah perubahan panas secara terus menerus pada suatu

medium yang dipanasi.

Gambar 2.1-2 profil distribusi temperatur pada suatu batang logam

Menurut hukum fourier, untuk konduktivitas yang sama:

q (r ,t )=−k ∇ T (r , t )W m−2'

dimana :

= operator vektor

k = konduktivitas

T = temperatur

Untuk sistem koordinat rectangular, distribusi panas dinyatakan dengan :

q ( x , y , z , t )=−ik∂T∂ x

− jk∂ T∂ y

−kk∂ T∂ z

dari ketiga komponen vektor fluks panas diatas pada arah sumbu x,y,z ditentukan:

qx=−k∂T∂ x

q y=−k∂T∂ y

qz=−k∂ T∂ z

dari persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa laju perpindahan panas

dinyatakan dalam suatu gradien temperatur dikalikan dengan suatu konstanta yang

disebut dengan konduktifitas termal (k). Untuk logam harga k berubah terhadap

temperatur dan jarak.

Page 15: Heat Conduction Kelompok 4

BAB III

METODOLOGI

3.1 Alat dan Bahan

Alat:

Power Supply

Stavolt

Heat conduction apparatus

Inier module & radial module

Pompa

Ember

Bahan:

Air pendingin

Material sample (Kuningan besar [A], kuningan kecil [B] dan stainless

stell [c])

3.2 Prosedur Percobaan

1. Rangkailah alat

2. Hidupkan power supply

3. Atur watt meter sesuai yang dikehendaki (untuk sistem linier dan radial)

4. Catat temperatur masuk air pendingin seketika setelah power supply

dihidupkan.

5. Catatlah harga-harga temperatur yang terbaca untuk T1, T2, sampai

dengan T9 untuk sistem linier dan T1, T2, T3, T7, T8 dan T9 untuk sistem

radial, apabila harga watt meter stabil seperti yang dikehendaki.

Catatan: Pembacaan temperatut T1 samapi T9 dilakukan dengan memutar

temperatur selector switch.

6. Lakukan langkah 1 sampai 5 terhadap masing-masing jenis logam A, B

dan C untuk setiap variasi sistem.

Page 16: Heat Conduction Kelompok 4