I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Panas merupakan salah satu

I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Panas merupakan salah satu sumber energi yang banyak dibutuhkan dan
dimanfaatkan. Salah satu pemanfaatan panas adalah pada sistem pengering. Proses
pengeringan merupakan proses perpindahan panas dari sebuah permukaan benda
sehingga kandungan air pada permukaan benda berkurang.
Perpindahan panas dapat terjadi karena adanya perbedaan temperatur yang berarti
antara dua permukaan, perbedaan temperatur ini ditimbulkan oleh adanya aliran
udara panas di atas permukaan benda yang akan dikeringkan.
Dalam berbagai permasalahan aliran panas, dapat ditentukan model
persamaannya. Dengan adanya persamaan aliran panas, dapat diketahui solusinya.
Untuk menentukan solusi persamaan aliran panas bisa menggunakan berbagai
metode seperti beda hingga, deret Fourier, persamaan Laplace, dll.
Untuk menentukan temperature panas
suhu terendah dan
pada sebatang besi dengan diketahui
terbesar dengan metode beda hingga yaitu:
2
Laju panas :
=
+
=−
atau laju
:
=
, sehingga suhu panas pada
. Persamaan atau model aliran panas dapat digunakan untuk
menghitung permasalahan aliran panas pada berbagai dimensi. Dalam penelitian
ini akan dibahas solusi persamaan aliran panas pada dimensi dua, model
persamaan aliran panas dimensi dua yang tidak dipengaruhi oleh waktu atau
dalam keadaan stabil (steady) yaitu :
+
Atau dapat dituliskan dengan,
( , )
+
( , )
P dan Q merupakan panjang sisi.
=0
=0; 0≤
≤
,0 ≤
≤
Sedangkan persamaan aliran panas dimensi dua yang dipengaruhi oleh waktu atau
dalam keadaan tidak stabil yaitu :
=
+
Persamaan aliran panas dimensi dua (persamaan Laplace) merupakan persamaan
diferensial parsial yang digunakan untuk menentukan solusi dari suatu persamaan.
Permasalahan yang berkaitan dengan persamaan model aliran panas adalah
tentang pengeringan suatu produk baik makanan maupun industri, namun dalam
proses selanjutnya dijumpai adanya hubungan yang erat dengan model aliran panas
lainnya. Untuk mempermudah penyelesaian persamaan model aliran panas digunakan
metode beda hingga dan penggunaan software maple 11.
1.2 Rumusan Masalah
3
Berdasarkan latar belakang dapat dirumuskan masalah sebagai berikut :
1. Bagaimana model aliran panas pada model pengering (Tunnel dryer)?
2. Bagaimana solusi persamaan aliran panas dengan metode beda hingga?
3. Menganalisis efisiensi temperatur panas pada model pengering dengan
software maple 11?
4. Mencari keterkaitan nilai eigen dari suatu persamaan aliran panas?
1.3 Batasan Masalah
Agar pembahasan tidak meluas maka masalah dibatasi pada analisis solusi
persamaan aliran panas pada model pengering Tunnel dryer dengan menggunakan
metode beda hingga dan software maple 11.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui model aliran panas pada model pengering Tunnel dryer.
2. Untuk mengetahui solusi persamaan aliran panas dengan metode beda
hingga.
3. Untuk menganalisis solusi persamaan aliran panas pada model pengering
Tunnel dryer dengan menggunakan software maple 11.
4. Untuk mengetahui keterkaitan nilai eigen dalam persamaan aliran panas.
1.5 Manfaat Penelitian
4
Manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Menambah pengetahuan mengenai persamaan diferensial parsial
khususnya metode beda hingga.
2. Sebagai referensi untuk penelitian lanjutan tentang materi heat flow atau
aliran panas.
3.
Mengetahui temperatur panas yang sesuai untuk pengeringan suatu
produk.