Perpindahan Panas / Heat Exchanger

Apa kabar sobat Blogger semua...kali ini akan saya coba bahas mengenai perpindahan panas atau heat exchanger.

                 Dalam dunia perkapalan, prinsip perpindahan panas diperlukan untuk memanaskan bahan bakar (heater) atau mendinginkan bagian  bagian dari mesin (cooler) dan banyak lagi.

Penerapan prinsip perpindahan kalor untuk merancang alat-alat guna mencapai sesuatu tujuan teknik sangatlah penting, karena dalam menerapkan prinsip ke dalam rancangan orang bekerja ke arah pencapaian tujuan untuk mengembangkan hasil yang memberikan manfaat ekonomi. Penerapan prinsip-prinsip perpindahan panas terjadi karena adanya perbedaan suhu diantara benda atau material. Perpindahan panas tidak hanya menjelaskan mengenai bagaimana energi kalor berpindah dari satu benda ke benda lainnya tetapi juga mengenai laju perpindahan yang terjadi pada kondisi – kondisi tertentu.

                Konduksi merupakan penghantaran panas melalui suatu benda dengan cara melalui partikel dalam benda tersebut mentransfer energi melalui tumbukan. Konduksi panas hanya akan terjadi apabila terdapat perbedaan temperatur. Apabila terdapat gradient suhu pada suatu medium stasioner berbentuk padat atau fluida maka akan terjadi perpindahan panas pada medium tersebut. Pada perpindahan panas secara konduksi memiliki laju perpindahan panas yang berbanding dengan gradient suhu normal. (Reff J.P Holman, Perpindahanh Kalor edisi keenam, hal 2, Erlangga, Jakarta, 1994.)  Proses perpindahan panas secara konduksi bisa dilihat secara atomic merupakan pertukaran energi kinetik antar molekul (atom), dimana partikel yang energinya rendah dapat meningkat dengan menumbuk partikel dengan energi yang lebih tinggi. Sebelum dipanaskan atom dan elektron dari logam bergetar pada posisi setimbang. Pada ujung logam mulai dipanaskan, pada bagian ini atom dan elektron bergetar dengan amplitude yang makin membesar. Selanjutnya bertumbukan dengan atom dan elektron disekitarnya dan memindahkan sebagian energinya. Kejadian ini berlanjut hingga pada atom dan elektron di ujung logam yang satunya. Konduksi terjadi melalui getaran dan gerakan elektron bebas.

Simulasi aliran fluida

    Perpindahan panas secara konveksi adalah apabila panas berpindah dengan cara gerakan partikel yang telah dipanaskan. Bila perpindahannya dikarenakan perbedaan kerapatan disebut konveksi alami (free convection) dan bila didorong, semisal dengan fan atau pompa disebut konveksi paksa (forced convection). Besarnya perpindahan panas secara konveksi tergantung pada: luas permukaan benda yang bersinggungan dengan fluida (A), perbedaan suhu antara permukaan benda dengan fluida (∆T), koefisien konveksi (h), viskositas fluida (µ), kecepatan fluida (v), perbedaan temperatur antara permukaan dan fluida (∆T), kapasitas panas fluida (Cp), rapat masa fluida (r), kalor spesifik dan densitas fluida.

Pada perpindahan panas secara konveksi dihubungkan dengan beda suhu menyeluruh antara dinding dan fluida, serta luas permukaan (A).