Study with the several resources on Docsity
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Community
Ask the community for help and clear up your study doubts
Discover the best universities in your country according to Docsity users
Free resources
Download our free guides on studying techniques, anxiety management strategies, and thesis advice from Docsity tutors
to find fluid profile surface, find pressure dynamic,static, total
Typology: Study Guides, Projects, Research
1 / 134
This page cannot be seen from the preview
Don't miss anything!
ii
Laporan Praktikum Fenomena Dasar Mesin : Termal ini telah disetujui dan
disahkan oleh Kepala Laboratorium Thermofluid pada :
Hari : Senin
Tanggal : 05 Mei 2025
Mengetahui,
Kepala Laboratorium Thermofluid
Dr. Techn. Khori Rozi. S.T., M.T.
iv
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ ii
KATA PENGANTAR ............................................................................................ iii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ....................................................................................................x
NOMENKLATUR ................................................................................................ xi
1.2 Dasar Teori ............................................................................................. 1
1.2.1 Pengetahuan Umum Konduktivitas Termal ........................................... 1
1.2.2 Rumus Perhitungan Konduktivitas Termal ............................................ 1
1.2.3 Aplikasi Konduktivitas Termal .............................................................. 3
1.3 Peralatan & Prosedur Pengujian Konduktivitas Termal ........................ 6
1.3.1 Peralatan Pengujian ............................................................................... 6
1.3.2 Prosedur Pengujian ............................................................................... 8
1.4 Data, Plotting, dan Analisa Hasil Eksperimen ....................................... 17
1.4.1 Data Hasil Praktikum........................................................................... 17
1.4. 2 Grafik dan Analisis ............................................................................... 18
1.5 Kesimpulan dan Saran ........................................................................ 24
1.5. 1 Kesimpulan .......................................................................................... 24
1.5.2 Saran..................................................................................................... 25
2.1 Tujuan Praktikum ................................................................................. 27
2.2 Dasar Teori ........................................................................................... 27
2.2.1 Pengetahuan Umum Konveksi Paksa .................................................. 27
2.2.2 Jenis Aliran Pada Konveksi Paksa ...................................................... 28
2.2.3 Rumus Perhitungan Excel ................................................................... 29
2.2.4 Aplikasi Konveksi Paksa ..................................................................... 33
vii
xi
2
) 𝑃𝑟 = 𝑏𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑃𝑟𝑎𝑛𝑑𝑡𝑙
2 ⁄ ) 𝑠 = 𝑇𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖 𝑣𝑎𝑛𝑒 𝑑𝑖𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑛𝑜𝑧𝑧𝑙𝑒
= 𝑘𝑜𝑒𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛 𝑝𝑒𝑟𝑝𝑖𝑛𝑑𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟 (𝑊 𝑚
2 ⁄ (^). ℃) 𝑇 = 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟 (℃)
3
)
ṁ = 𝑙𝑎𝑗𝑢 𝑎𝑙𝑖𝑟𝑎𝑛 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 (𝑘𝑔 ⁄𝑠 ) 𝜀 = 𝑔𝑎𝑙𝑎𝑡 (𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟)
3 ⁄ (^) ) Ketik persamaanKetik persamaan di sini. di sini. Ketik persamaan di sini.
dimana :
= Laju perpindahan kalor (W)
𝐴 = Luas penampang perpindahan kalor (m²)
𝜕𝑇
𝜕𝑥
= Gradien suhu pada arah perpindahan kalor (℃/m)
𝜆 = Konduktivitas termal (W/m°C)
𝐿 = Panjang (m)
2
1
= Selisih temperatur (°C)
Persamaan (1.1) diatas berarti perpindahan panasnya hanya pada gradien
temperatur dan berpindah dari suhu tinggi ke rendah sehingga tandanya negatif.
Sehingga perlu diketahui nilai konduktivitas termalnya yaitu :
.𝑄
̇ 𝐿
𝐴(𝑇 1
− 𝑇 2
)
dimana :
= Laju perpindahan kalor (W)
𝜆 = Konduktivitas termal (W/m°C)
𝐴 = Luas penampang (m²)
𝐿 = Panjang (m)
1
2
= Selisih temperatur (°C)
Dasar hukum yang digunakan dalam perpindahan panas konduksi adalah
hukum Fourier (Fourier’s law) yang menyatakan bahwa tingkat (rate) perpindahan
panas melalui sebuah material adalah berbanding lurus dengan gradien negative
pada suhu dan luas, pada sudut siku pada gradien tersebut, Melalui dimana panas
mengalir. Dengan persamaan seperti dibawah:
𝑇 1
− 𝑇 2
𝑑𝑥
̇
𝑑𝑇
𝑑𝑋
dimana :
𝑞𝐾 = Laju perpindahan panas konduski (W)
A = luas penampang tegak lurus terhadap arah aliran panas (m
2
)
dt
dx
= gradient suhu terhadap arah x (c/m)
Dari persamaan diatas untuk resistensi termal yang dihasilkan dari konduksi
nilai resistensi panasnya dinyatakan:
𝑇 1
− 𝑇 2
𝑄
̇
𝐿
𝜆.𝐴
dimana :
𝑅 = Resistensi termal (°C/W)
= Laju perpindahan kalor (W)
1
2
= Selisih temperatur (°C)
𝜆 = Konduktivitas termal (W/m°C)
𝐴 = Luas penampang (m²)
𝐿 = Panjang (m)
Sedangkan untuk rumus mencari efisiensi termal yaitu :
𝑄
̇
𝑃𝑒𝑙
dimana,
𝜂 = Efisiensi Termal
= Laju perpindahan kalor (W)
𝑃𝑒𝑙 = Daya Pemanas (W)
1.2.3 Aplikasi Kondutivitas Termal
Setelah mengikuti praktikum diketahui bahwa konduktivitas termal dapat
digunakan atau diaplikasikan untuk beberapa kegiatan yang dilakukan dalam
industri maupun sehari-hari sebagai contohnya seperti berikut:
Konduktivitas termal dapat digunakan untuk menganalisis bahan-bahan di
sekitar seperti besi,komposit,kuningan dan kaca. Konduktivias termal dipengaruhi
oleh beberapa faktor, diantaranya yaitu suhu, kepadatan dan porositas, serta
kandungan uap air. Pengaruh suhu terhadap konduktivitas termal kecil. Namun
secara umum dapat dikatakan bahwa konduktivitas termal akan meningkat apabila
suhu meningkat. Keadaan pori-pori bahan akan mempengaruhi konduktivitas
termal. Semakin besar rongga akan semakin buruk konduktivitasnya. Kandungan
uap air juga mempengaruhi konduktivitas termal. Mengetahui nilai konduktivitas
1.3 Peralatan dan Prosedur Pengajuan Konduktivitas Termal
1.3.1 Peralatan Pengujian
Dalam praktikum konduktivitas termal alat uji yang digunakan adalah heat
conduction tipe WL 420 dari GUNT Hamburg Jerman. Alat ini dioperasikan lewat
laptop atau PC dan hasilnya juga langsung muncul di layar. Data yang didapatkan
berupa hasil pengukuran dan grafik. Prinsip kerja alat ini adalah mengubah daya
listrik (𝑃 𝑒𝑙
) menjadi panas oleh heater. Selain itu, alat ini juga memiliki unit
pendingin yang disebut elemen peltier yang berada di housing dan berguna untuk
menyerap panas di bagian bawah spesimen uji dan menyalurkannya ke
lingkungan. Penggunaan unit pendingin juga bertujuan agar panas dapat mengalir
dalam satu dimensi vertikal, dengan mendinginkan titik pengukuran kedua (𝑇 2
hingga temperaturnya lebih rendah dari suhu ambient. Panas yang hilang sebagai
konsekuensi dari perbedaan suhu atau dapat disebut heat loss, akan ditentukan
nilainya dalam percobaan kalibrasi.
Berikut adalah gambar dan penjelasan fungsi dari bagian-bagian alat heat
conduction tipe WL 420 dari GUNT Hamburg Jerman :
konsentris ke pemanas dan pendingin.
disuplai dari daya listrik melalui kawat. Daya tersebut diubah menjadi panas
dan panas diberlakukan ke specimen uji.
menyerap panas dari bagian bawah spesimen uji dan menyalurkannya ke
lingkungan_._
Gambar 1.1 Receiving cone
uji.
kontak dengan termokopel.
Gambar 1.2 Heat conduction WL 420
Gambar 1.3 Skema Aparatus
Sampel
Guide
Bars
Guide
Bars
Vnetilation
Opening
Electrical
Power
Pressure
Spring
Heater
Unit
Temperatur
measurement
Sampel
Basic
Housing
Temperatur
measurement
saat pengukuran dilakukan.
berbeda dengan besar daya masukannya (Pel) dikarenakan pada
pengoperasian alat ini terdapat heat loss yang besarnya bergantung pada
efisiensi mesin pada saat digunakan. Daya yang terbuang dapat dihitung
dengan persamaan berikut:
𝑒𝑙
dimana,
𝑐𝑜𝑛𝑑 = Laju perpindahan kalor pada spesimen uji (heat flux)
𝑙𝑜𝑠𝑠 = 𝐻𝑒𝑎𝑡 𝑙𝑜𝑠𝑠 pada ℎ𝑒𝑎𝑡𝑒𝑟
𝑒𝑙
= Daya listrik
pengukuran temperatur dan setiap variabel lainnya.
yang dihasilkan akibat dari fenomena konduksi.
data dan hasil perhitungan dapat disimpan dalam bentuk file.
dan aliran perpindahan panas dari fenomena konduksi yang dialami
spesimen seiring waktu dalam bentuk grafik real time.
1.3.2 Prosedur Pengujian
Langkah-langkah dalam melakukan pengambilan data untuk masing-
masing pengukuran adalah sebagai berikut:
Kalibrasi
calibration screen pada aplikasi seperti pada Gambar 1.
dan perhatikan nilai Th, ketika steady state tercapai menekan tombol Tare.
yang mendekati temperatur ambient. Proses ini dapat dilakukan dengan cara
mengatur daya pemanas kembali ke 0%. Jika T_h masih terlalu tinggi dapat
dibantu dengan cara menaikan cooling power. Jika alat uji mengalami over
heat, mematikan alat uji secara total dengan menekan tombol switch off
pada aparatus dan membiarkannya sejenak dapat mengatasi hal tersebut.
tercapai
pengujian yang akan dilakukan.
dilakukan pengujian selanjutnya
Gambar 1.6 Calibration screen
Gambar 1.7 Set up kalibrasi
