Pk Kelompok 1 Presentasi
-
Upload
ivander-christian-sihombing -
Category
Documents
-
view
35 -
download
3
description
Transcript of Pk Kelompok 1 Presentasi
PowerPoint Presentation
Perpindahan Kalor Radiasi dan Unit Proses Evaporasi
KELOMPOK 01
Adenia Gita Dianty
Ariny Lastarya Putri
Ika Putri Adripratiwi
Ivander Christian S.
Keyren Julianto
Nomor 1
Terdapat dua buah bidang abu-abu yang keadaannya sebagai berikut :
Bidang I : T1 = 1540, 1 = 0,8
Bidang II : T2 = 540, 2 = 0,5
Hitunglah jumlah kalor yang dipindahkan antara bidang I dan bidang II (q = BTU/J.ft2) jika :
Kedua bidang sangat luas, tetapi letaknya berdekatan satu dengan yang lain
Kedua bidang masing-masing berukuran 1 ft x 20 ft dan berjarak 5 ft satu sama lain
Bidang I berukuran 3 ft x 9 ft, bidang II berukuran 6 ft x 9 ft, yang letaknya saling tegak lurus satu sama lain, berimpit pada sisi 9 ft.
Diketahui :
- T1 = 1540 = 1540 + 460 R = 2000 R
- 1=0,8
- T2 = 540 = 540 + 460 R = 1000 R
- 2=0,5
- = 0,1714 10-8 BTU/j ft2 oR4
Kedua bidang merupakan benda tak hitam
Asumsi :
Suhu di permukaan seragam.
Sifat-sifat refleksi dan emisi di semua permukaan konstan.
Refleksi dari radiasi bersifat baur.
Permukaan kalor hanya terjadi pada dua permukaan
Ditanya: q/A antara bidang I dan II pada berbagai kondisi a, b, c = ..BTU/hr.ft2
Jawab :
a) Kedua bidang sangat luas, tetapi letaknya berdekatan satu sama lain
Menggunakan pendekatan benda sejajar tak hingga.
Asumsi :
- Luas permukaan bidang I = luas permukaan bidang II ( A1 = A2)
- Jumlah fraksi energi yang meninggalkan permukaan bidang I sama dengan yang mencapai permukaan bidang II sehingga F12 = 1
Ilustrasi gambar :
Gambar 1. Radiasi antara dua bidang sejajar tak berhingga
(Sumber : Penulis)
1
2
q/A
b) Kedua bidang masing-masing berukuran 1 ft x 20 ft dan berjarak 5 ft satu sama lain
Ilustrasi Gambar :
Gambar 2. Dua plat sejajar berjarak 5 ft (Sumber : Penulis)
5 ft
20 ft
1 ft
A1 , T1 = 1540
A2 , T2 = 540
Menghitung faktor bentuk (F12)
* menggunakan grafik faktor bentuk untuk radiasi antara dua siku-empat sejajar
X = 20 ft Y = 1 ft D = 5 ft
Dengan menggunakan interpolasi diperoleh bahwa F12 = 0,085
Menghitung perpindahan kalor antara bidang I dan bidang II
c) Bidang I berukuran 3 ft x 9 ft, bidang II berukuran 6 ft x 9 ft, yang letaknya saling tegak lurus satu sama lain, berimpit pada sisi 9 ft.
Ilustrasi gambar :
Gambar 3. Bidang I tegak lurus bidang II (Sumber : Penulis)
A1
A2
9 ft
3 ft
6 ft
- Menghitung luas permukaan bidang
A1 = 9 ft x 3 ft = 27 ft2
A2 = 9 ft x 6 ft = 54 ft2
- Menghitung faktor bentuk F12
* menggunakan grafik faktor bentuk radiasi untuk radiasi antara dua siku-empat tegak lurus dengan satu sisi bersama
X = 9 ft Y = 3 ft Z = 6 ft
Dengan melakukan interpolasi diperoleh bahwa F12 = 0,325
- Menghitung perpindahan kalor antara bidang I dan bidang II
Menghitung nilai q untuk masing-masing bidang
Bidang I
Bidang II
Soal No 3
Gas hasil pembakaran terdiri atas 10.3% (mol) H2O, 11.4% CO2 dan sisanya inert, pada tekanan 1 atm. Gas tersebut mengalir melalui pipa yang berdiameter 6 in dan mengalami perpindahan kalor secara radiasi dengan udara luar. Suhu gas masuk 2000F dengan suhu permukaan ujung pipa 800F sedangkan suhu gas keluar 1000F dengan suhu permukaan ujung pipa 600F. Jika massa gas x Cp gas (= m.Cp) gas dianggap tetap sebesar 90 BTU/J.F, hitunglah panjang pipa yang dibutuhkan agar perpindahan kalor terjadi sempurna!
Ilustrasi
Data dari soal:
Komposisi gas 10.3% H2O dan 11.4% CO2 (sisanya inert)
Tekanan 1 atm
Diameter pipa 6 in = 0,5 ft
Pada kondisi 1,
= 2000F = 1366,48 K
= 800F = 699,8 K
Pada kondisi 2,
= 1000F = 810,928 K
= 600F = 588,70 K
Massa gas dikali Cp gas bernilai konstan 90 BTU/J.F
Asumsi:
Benda merupakan benda hitam
Gas merupakan gas ideal
Radiasi pada sistem silinder bundar tak berhingga, radiasi ke permukaan cembung yang mengukung
Jawaban:
Nilai q/A untuk radiasi gas dengan permukaan benda hitam ditentukan melalui persamaan
dimana,
: emitivitas gas yang diukur pada
: temperatur gas
: konstanta boltzman =
: absortivitas gas yang diukur pada
: temperatur benda
Kondisi 1
Nilai panjang ekivalen (berdasarkan asumsi)
Menghitung tekanan parsial masing-masing spesi
Menghitung nilai-nilai data yang akan digunakan dalam grafik
Grafik untuk menghitung emitivitas CO2
pada Tg = 1366,48 K dan =
pada Tg = 810,92 K dan =
Grafik untuk menghitung emitivitas H2O
pada Tg = 1366, 48 K dan =
pada Tg = 810,92 K dan =
Grafik untuk menghitung faktor koreksi emitivitas
Dengan menggunakan grafik untuk CO2 dan H2O diperoleh
= 0,001
Sehingga didapatkan,
Energi yang dipancarkan oleh gas
Menghitung energi yang diserap oleh gas
Perhitungan ditinjau pada kondisi berikut:
Grafik untuk menghitung emitivitas CO2
pada Tw = 699,8 K dan =
pada Tw = 588,70 K dan =
Grafik untuk menghitung emitivitas H2O
pada Tw = 699,8 K dan =
pada Tw = 588,70 K dan =
Dengan menggunakan grafik untuk CO2 dan H2O diperoleh
Energi yang dipancarkan oleh gas
Kembali ke persamaan untuk menghitung energi yang diserap gas,
Memasukkan energi yang dipancarkan dan diserap oleh gas ke persamaan:
Kondisi 2
Menghitung nilai emitivitas CO2 dan H2O yang diperoleh dari grafik pada Tg = 810,92 K
Dengan menggunakan data dan yang sama seperti pada kondisi 1 dan melakukan interpolasi pada grafik untuk CO2, H2O, dan faktor koreksi emitivitas diperoleh
Sehingga didapatkan,
Menghitung energi yang dipancarkan oleh gas pada kondisi 2
Menghitung energi yang diserap oleh gas, dengan meninjau pada kondisi-kondisi dibawah ini
Dengan menggunakan grafik untuk CO2 dan H2O diperoleh
34
Menghitung nilai absortivitas
sehingga
Kembali ke persamaan untuk menghitung energi yang diserap gas,
Memasukkan energi yang dipancarkan dan diserap oleh gas ke persamaan:
Diketahui bahwa diameter pipa 6 in = 0,1524 m
Panjang silinder yang dibutuhkan agar terjadi perpindahan kalor secara sempurna adalah 4,95 meter.
TERIMA KASIH
=
20 5 = 4
=
1 5 = 0,2
=
69 = 0,67
=
39 = 0,33
=
181391,15/54 ! = 3359,09
. !
=
181391,15/27! = 6718,19
. !