FIN

Report
FIN
Fin untuk memperbesar panas yang
hilang dari permukaan suatu benda
Beberapa bentuk fin
Perpindahan Panas pada Extended Surface (Fin)
• Permukaan yang dipasangi fin  terjadi konduksi, konveksi
dan radiasi
• Bentuk umum pers perp pns pd fin ( steady state)
d 2T
dx2

1 dAc dT 1 h dAs

(T  Tu )  0
Ac dx dx Ac k dx
-(1)
• Ac = luas penampang fin (luas perpind panas konduksi)
• As = Luas permukaan fin ( luas perp panas konveksi dan
radiasi)
• Bila Ac konstan (mis. Pin Fin)
d 2T
hP

(T  Tu )  0
2
kA
dx
c
---(2)
• dAs = P dx dan P = perimeter
• Untuk mendptkan dist. suhu diperlukan 2 kondisi batas
Kondisi batas :
a. T|x =0 = Tb
b. di x = L ada 4 kemungkinan :
1. h (TL – Tu) = -k(dT/dx)
2. dT/dx = 0 (bila ujung fin diisolasi)
3. T = TL
4. T = Tu (bila fin sangat panjang)
Contoh
Pin Fin dg BC: Tx=0 = Tb dan (dT/dx)x = L = 0 
Dan :
T  Tu
 cosh m( L  x)


Tb  Tu b
cosh mL
m
dT
Q f  kAc
x 0  hPkAc (Tb  Tu ) tanh mL
dx
Bgmnkah distribusi suhu untuk BC yg lain?
hP
kAc
Temperature Distribution and Heat Transfer Rate for Fins of
Uniform Cross Sectional Area
Case
Tip Condition
(x=L)
A
Convection heat
transfer
B
Adiabatic
C
Constant
Temperature
D
Infinite Fin
Length
Temperature Distribution
Fin Heat Transfer Rate
Fin Performance (Effectiveness dan Efficiency)
• Effectiveness :
• Efisiensi :
f 
f 
Qf
Qmaks
Qf
Qt f


Qf
hAb (Tb  Tu )
Qf
hAf (Tb  Tu )
Q f  f .h.Af .(Tb  Tu )
Efisiensi Berbagai Fin
• Fin memberikan Q lbh besar, karena A diperbesar
• fin yang terlalu tebal tahanan konduksi jadi lbh besar  Q
mengecil kapan Qf mengecil ?
• dQf/dL = 0 (h2/m2k2 )=1  hAc/kP =1
• hAc/kP ‹ 1, adanya fin menjadikan Q membesar
• hAc/kP › 1, adanya fin menjadikan Q mengecil
• Umumnya fin dipasang dengan hAc/kP ‹ 0,25 (karena faktor
biaya pembuatan dan pemeliharaan fin)
• Fin sangat panjang : tanh mL ≥ 0,99 atau mL ≥ 2,65
– Fin sangat panjang :
f 
kP
hAc
Fin Performance (Effectiveness dan Efficiency)
• Untuk memperbesar εf dipilih
• k besar, tapi bahan yang ringan
• P/Ac besar, fin tipis dan jarak antar fin cukup
singkat
• h kecil (ingat : hgas‹ hliquid)
• Fin efektif bila εf ≥ 2
Permukaan yang diperluas dengan sejumlah fin
• At = Af + Atf  Qt = Qf + Qtf
• Qf = ηfAfh(Tb-Tf)
• Qtf = (At-Af)h(Tb-Tf)
Qb
• Af/At =β
 Qt ={(βηf+(1-β)} h(Tb-Tf)
• Overall Efficiency :
ηo= βηf+(1-β)  ηo= 1-β(1- ηf)
 ηo= 1-Af(1- ηf)/At
Qf

similar documents