Koefisien konveksi perpindahan panas rata-rata adalah 4580 W/m^2.K. Perpindahan kalor ini tidak memerlukan perantara apapun dan hanya memancar ke segala arah.

Penjelasan dengan langkah-langkah:

Diketahui:

laju aliran massa 0,1 kg/s

diameter dalam pipa 50 mm

temperatur masuk 17 C dan temperatur keluar 57 C

panjang pipa 10 m

Ditanya:

Tentukan koefisien konveksi perpindahan panas rata-rata ?

Jawab:

Untuk mengetahui kalor yang diserap oleh aliran air, kita perlu mengetahui perubahan entalpi (h) air. Entalpi air dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan:

h = m * c * (T2 - T1)

dimana:

h = perubahan entalpi (Joule)

m = massa air (kg)

c = kapasitas panas spesifik air (J/kg.K)

T1 = temperatur masuk (K)

T2 = temperatur keluar (K)

Jadi, perubahan entalpi air adalah:

h = 0,1 kg * 4186 J/kg.K * (57 0C - 17 0C) = 3,6 x 10^5 J

Sekarang kita perlu mengetahui panas yang diserap oleh pipa. Panas yang diserap oleh pipa dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan:

Q = h * A * l

dimana:

Q = panas yang diserap oleh pipa (Joule)

h = koefisien konveksi perpindahan panas (W/m^2.K)

A = luas permukaan pipa (m^2)

l = panjang pipa (m)

Kita tidak dapat langsung menyelesaikan persamaan di atas, karena kita belum tahu nilai koefisien konveksi perpindahan panas. Jadi, mari kita re-arrange persamaan tersebut untuk menemukan nilai koefisien konveksi perpindahan panas:

h = Q / (A * l)

Sekarang kita perlu menghitung luas permukaan pipa. Luas permukaan pipa dapat ditentukan dengan menggunakan rumus:

A = pi * r^2

dimana:

A = luas permukaan pipa (m^2)

r = jari-jari pipa (m)

Kita perlu mengkonversi diameter pipa ke jari-jari pipa terlebih dahulu. Diameter pipa diberikan dalam mm, jadi kita perlu mengkonversi ke m terlebih dahulu dengan membagi dengan 1000:

r = 50 mm / 1000 mm/m = 0,05 m

Setelah kita mengetahui jari-jari pipa, kita dapat menghitung luas permukaan pipa dengan menggunakan rumus di atas:

A = pi * r^2 = 3,14 * (0,05 m)^2 = 0,0079 m^2

Sekarang kita memiliki semua informasi yang diperlukan untuk menghitung koefisien konveksi perpindahan panas. Mari kita gunakan informasi tersebut untuk menyelesaikan persamaan

h = Q / (A * l) = 3,6 x 10^5 J / (0,0079 m^2 * 10 m) = 4580 W/m^2.K

Pelajari lebih lanjut

Materi tentang perpindahan panas pada link yomemimo.com/tugas/20943919

#BelajarBersamaBrainly

#SPJ1