PENDAHULUAN RYN, NKM, DFA

PINDAH PANAS (TPE 4231/2/W) – KP&BIO

Pindah panas adalah ilmu yang mempelajari
transfer/perpindahan energi diantara benda
yang disebabkan karena perbedaan
temperatur

Panas (hot)? Cold (dingin)? Kalor (heat)?
Temperatur/suhu(temperature)?


Termodinamika digunakan untuk
memprediksi jumlah energi yang dibutuhkan
untuk mengubah sistem dari suatu
kesetimbangan ke kesetimbangan lain
Pindah panas digunakan untuk memprediksi
seberapa cepat perubahan akan terjadi sejak
sistem dalam kondisi tidak setimbang
 Mengetahui
dan memahami pengertian pindah
panas, sebagai dasar pengetahuan teknik
dibidang teknologi pertanian (TP), seperti
mekanisme pindah panas konduksi, konveksi dan
radiasi, pindah panas pada geometrik benda,
benda kosong, benda pejal, konduksi kondisi
mantap dan tak mantap, konveksi paksa,
konveksi bebas.
 Dapat menentukan laju pindah panas pada
material makanan dan non makanan
Konduksi? Konveksi? Radiasi?
Konduksi? Konveksi? Radiasi?
1. Konduksi panas: Perpindahan panas tanpa
disertai perpindahan materi (panas mengalir
melalui material statis )
2. Konveksi panas: Perpindahan panas disertai
perpindahan materi (panas mengalir melalui
media yang bergerak atau terbawa oleh
medium yang bergerak (fluida))
3. Radiasi panas: Perpindahan panas terpancar
(panas berpindah melalui ruang dengan atau
tanpa media)
Laju pindah panas
 dT 
Q  kA 

 dx 
Dimana T = Temperatur pada suatu titik
x = Ketebalan dinding
A = Luas penampang melintang
k = Konduktivitas Thermal (Btu/hr.ft.ºF)
-dT/dx = Gradien temperatur



Beberapa bahan menghantar panas lebih
baik dari yang lain
Bahan yang mentransfer panas secara
bagus disebut konduktor (Logam)
Bahan yang menghentikan perpindahan
panas disebut Isolator (styrofoam, wool,
fiberglass).
Silver
410 W/m. °C
237 Btu/h.ft.°F
Copper
385 W/m. °C
223 Btu/h.ft.°F
Diamond
2300 W/m. °C
1329 Btu/h.ft.°F
Quartz
41.6 W/m. °C
24 Btu/h.ft.°F
Sandstone
0.78 W/m. °C
0.45 Btu/h.ft.°F
Ammonia
0.147 W/m. °C
0.085 Btu/h.ft.°F
Water
0.556 W/m. °C
0.327 Btu/h.ft.°F
Hydrogen
0.175 W/m. °C
0.101 Btu/h.ft.°F
Air
0.0206 W/m. °C
0.0119 Btu/h.ft.°F
Metals
Nonmetallic
solids
Liquids
Gases
#Simulasi Konduksi 1
#Simulasi Konduksi 2
Laju pindah panas
Q  hAdT
Dimana
h = Koefisien pindah panas konveksi
Pindah panas
konveksi alami
Pindah panas
konveksi paksa
Konveksi bebas
Vertical plate 0.3m high in air
4.5 W/m2. °C
0.79 Btu/h.ft2.°F
Horizontal cylinder, 2-cm diameter, in air
6.5 W/m. °C
1.14Btu/h.ft.°F
Airflow at 2m/s over 0.2-m square plate
12 W/m2. °C
2.1 Btu/h.ft2.°F
Airflow at 2m/s over 0.2-m square plate
75 W/m. °C
13.2 Btu/h.ft.°F
Konveksi paksa
Air mendidih
In a pool or container
2,500-35,000 W/m2. °C
400-600 Btu/h.ft2.°F
Kondensasi uap air
Vertical surfaces
4,000-11,300W/m2. °C
700-2,000 Btu/h.ft2.°F
Energi ditransfer dalam bentuk gelombang
atau partikel
Q    A(T  T )
4
1
4
2
 = konstanta Stefan-Boltzman ; 5,669 x 10-8 W/m2K4
A = luas permukaan, m2
T = suhu permukaaan, K
 = Emisivitas
Q = laju pindah panas radiasi
Satuan
Simbol
British
SI
Aliran panas
Q
BTU/h
W
Fluks panas per luasan
q
BTU/h.ft2
W/m2
Konduktivitas termal
k
BTU/h.ft.ºF
W/m2. ºC
Temperature
T
ºF
ºC
Panjang
L
ft
m






Pendahuluan
Konduksi mantap 1 dimensi
Konduksi mantap 1 dimensi benda komposit
(2 x)
Konduksi mantap 2 dimensi (2 x)
Presentasi (Tugas Kelompok)
UTS




RYN
DFA/SRD
NKM
Praktikum
:
:
:
:
20 %
20 %
40 %
20 %




Incropera, Fundamental of Heat and Mass
Transfer 6th Ed, Wiley
Kreith F et al., 1999, Mechanical Engineering
Handbook; Chapter Heat and Mass Transfer,
CRC Press LLC
Holman JP, Heat Transfer, McGraw Hill
Singh R.P, Heldman. Introduction to Food
Engineering. Mc Graw Hill.