Transportasi Antar Fase dalam Sistem Nonisotermal
Interphase Transport in Nonisothermal Svstems
Bab 10 menjelaskan bagaimana neraca energi pada cangkang dapat dibuat untuk berbagai masalah sederhana dan bagaimana neraca ini menghasilkan persamaan diferensial yang digunakan untuk menghitung profil suhu. Di Bab 11, kita melihat bahwa neraca energi pada elemen fluida diferensial menghasilkan persamaan diferensial parsial, yaitu persamaan energi, yang dapat digunakan untuk masalah yang lebih kompleks. Kemudian, di Bab 13, kita mempelajari bahwa persamaan energi yang dihaluskan terhadap waktu, bersama dengan ekspresi empiris untuk fluks panas turbulen, memberikan dasar yang berguna untuk merangkum dan mengekstrapolasi pengukuran profil suhu dalam sistem turbulen. Oleh karena itu, pada titik ini, pembaca diharapkan memiliki pemahaman yang cukup baik tentang makna persamaan perubahan untuk aliran nonisotermal dan jangkauan penerapannya.
Tampak jelas bahwa semua masalah yang dibahas berkaitan dengan sistem dengan geometri sederhana dan sebagian besar mengandung asumsi, seperti viskositas yang tidak bergantung pada suhu dan densitas fluida yang konstan. Untuk beberapa tujuan, solusi ini mungkin cukup, terutama untuk perkiraan skala besar. Selain itu, studi sistem sederhana memberikan langkah awal menuju pembahasan masalah yang lebih kompleks.
Dalam bab ini, kita beralih ke beberapa masalah di mana analisis yang kurang mendetail lebih nyaman atau diperlukan. Dalam masalah-masalah tersebut, pendekatan teknik yang biasa adalah merumuskan neraca energi pada peralatan atau bagian-bagiannya, seperti yang dijelaskan dalam Bab 15. Dalam neraca energi makroskopis yang diperoleh, biasanya terdapat istilah yang memerlukan estimasi panas yang ditransfer melalui batas sistem. Ini membutuhkan pengetahuan koefisien perpindahan panas untuk menggambarkan transportasi antar fase. Biasanya, koefisien perpindahan panas diberikan, untuk sistem aliran yang relevan, sebagai korelasi empiris dari bilangan Nusselt (fluks panas dinding atau koefisien perpindahan panas tanpa dimensi) sebagai fungsi dari kuantitas tak berdimensi yang relevan, seperti bilangan Reynolds dan Prandtl.
Situasi ini mirip dengan yang dibahas di Bab 6, di mana kita mempelajari cara menggunakan korelasi tanpa dimensi dari faktor gesekan untuk menyelesaikan masalah perpindahan momentum. Namun, untuk masalah nonisotermal, jumlah kelompok tak berdimensi lebih besar, jenis kondisi batas lebih beragam, dan ketergantungan suhu dari sifat fisik sering kali penting. Selain itu, fenomena konveksi bebas, kondensasi, dan pendidihan sering ditemukan dalam sistem nonisotermal.
Kami sengaja membatasi pembahasan pada sejumlah kecil rumus dan korelasi perpindahan panas, cukup untuk memperkenalkan pembaca pada subjek ini tanpa mencoba menjadi ensiklopedis. Banyak risalah dan buku pegangan membahas topik ini dengan lebih mendalam.
Sub-bab pada bab 14, antara lain;
- Definisi koefisien perpindahan panas
- Perhitungan analitis koefisien perpindahan panas untuk konveksi paksa melalui tabung dan celah
- Koefisien perpindahan panas untuk konveksi paksa dalam tabung
- Koefisien perpindahan panas untuk konveksi paksa di sekitar objek terendam
- Koefisien perpindahan panas untuk konveksi paksa melalui beds pack
- Koefisien perpindahan panas untuk konveksi bebas dan campuran
- Koefisien perpindahan panas untuk kondensasi uap murni pada permukaan padat