1. KONDUKSI 1 D, STEADY-STATE
The 4th Meeting

2. Analog Perpindahan Panas vs Rangkaian Listrik
q ≈I ∆V
R=
I
Rth = R
∆T
Rth =
∆T ≈ ∆V q

3. 1. DINDING DATAR tanpa penghasil panas
T∞,1 Radiasi <<
T1 T2
T∞,2
h1 X=0 X=L h2
Konveksi konduksi konveksi
qc1=h1.A.(T∞1-T1) qc2 =h2.A.(T2-T∞,2)
(T1 − T2 )
qk = kA
L

4. Rangkaian Thermal Equivalen dapat ditulis sebagai :
T1 T2 T∞,2
T∞,1
qx
1 L 1
h1 . A k.A h2 . A
T∞,1 − T1 T1 −T2 T2 − T∞ , 2
qx = qx = qx=
1 / h1. A L / k.A 1 / h2 . A
T∞1 − ∞ 2
T ,
qx = ,
1 L 1
+ +
h1. A k.A h2 . A

5. RESISTANSI THERMAL
R Konveksi :
1
h. A
R konduksi :
L
k.A
Rtot = R1 + R2 + R3
1 L 1
Rtot = + +
h1. A k . A h2 . A

6. Dinding Komposit
Tin
1 h0ut
hin 2 C
A 3
qx Tout
B 4
Tin 1 2 3 4 Tout
1 LA LB LC 1
Rtot = + + + +
hA . A k A . A k B . A kC . A hout . A

7. KONDUKSI, TRANSIEN
Eg • • • •
Ein
Ein + E g − Eout = E st
Eout
Eg = Energi yang dibangkitkan dalam kontrol Volume
Est = Perubahan kandungan energi dalam kontrol volume

8. Lumped Capacitance Method
Yaitu : dengan menganggap temperatur
benda dapat dianggap seragam.
• h
E st
• T∞
Ein
dT
h. As (T∞ − T ) = ρ.V .c.
dt
dT
ρ.V .c. = −h. As (T − T∞ )
dt

9. θ = T − T∞
Beda Temperatur
Bentuk Persamaan (1) dapat ditulis sebagai :
ρ .c
.V dθ
= θ
−
h. As dt
ρ.V .c θ dθ t ρ.V .c θi
. ln = t
h. As ∫θ θ = −∫0 dt
i
h. As θ
T − T∞  h. As 
= exp(−
 ρ.V .c t )

Ti − T∞  

10. Persamaan (2) dapat dinyatakan sebagai :
T − T∞ = (Ti − T∞ ). exp(− t / τ t )
1
τt = ( ρ.V .c) = Rt .Cc Konstanta waktu
h. A s
Rt = Resistansi Thermal
Cc = Capasitas Thermal

11. Total Energi yang keluar benda/sistem :
t t
Q = ∫ q.dt = ∫ h. As .θ .dt
0 0
  t 
Q = ρ .V .c.θi .1 − exp −
 τ 

  t 

12. Validitas Methode Lumped Capacitance:
T∞
Ts,1
Ts,2
k.A
(Ts ,1 − Ts, 2 ) = hA(Ts, 2 − T∞ )
L
Ts ,1 − Ts , 2 L / k . A Rcon hL
= = = = Bi
Ts , 2 − T∞ 1 / h. A Rconv k

13. Temperatur benda seragam ; Ts,1 – Ts,2 ≈ 0
Syarat benda dapat dianggap lumped :
Bi <<<
Batasan lumped adalah :
Bi = hL/k < 0.1

14. Contoh soal
1. Suatu benda bulat dengan jari-jari 5 mm, keluar dari
proses heat treatment memiliki temperatur 400 0C,
kemudian dicelupkan kedalam air bertemperatur 20 0C.
, Jika koefisien konveksi dalam air h = 10 W/m 2.K ,
tentukan waktu yang dibutuhkan agar benda tersebut
memiliki temperatur sebesar 50 0C.
Data fisik benda adalah :
ρ = 3000 kg/m3 , k = 20 W/m.K, c = 1000 J/kg.K .