ABSTRAK

STUDI EKSPERIMENTAL PERPINDAHAN KALOR KONVEKSI
PADA PIRINGAN YANG BERPUTAR
MENGGUNAKAN ANALOGI PERPINDAHAN KALOR DAN MASSA
(AN EXPERIMENTAL INVESTIGATION INTO
CONVECTION HEAT TRANSFER ON A ROTATING DISK)

Keawetan alat pengereman tergantung dari kemampuan komponennya untuk menjaga temperatur pengereman. Kalor yang timbul ketika alat pengereman beroperasi harus segera dibuang. Laju pembuangan kalor ke lingkungan tergantung pada nilai koefisien perpindahan kalor konveksi. Pengukuran langsung untuk mendapatkan nilai koefisien perpindahan kalor pada piringan yang berputar sulit dilakukan, karena akan mengalami kesulitan dalam pemasangan alat ukur temperatur.

Oleh karena itu, penggunaan analogi perpindahan massa dan perpindahan kalor merupakan cara yang sering dilakukan, yaitu pengukuran koefisien perpindahan kalor yang didasarkan pada pengukuran perpindahan massa.
Penelitian ini menggunakan naphthalene (kapur barus) sebagai benda uji, dimana naphthalene dicetak berbentuk piringan. Piringan tersebut kemudian diuji dengan variasi kecepatan aliran udara 15 m/s, 20 m/s dan 25 m/s. Variasi dimensi piringan yaitu perbandingan diameter dalam dan diameter luar dengan dimensi 6,5 : 10 cm; 7,5 : 10 cm; dan 8,5 : 10 cm. Dan variasi kecepatan putar piringan yaitu 500 rpm, 750 rpm dan 1000 rpm. Sedangkan waktu yang digunakan untuk satu kali pengujian yaitu 1 jam.
Data yang didapat dalam pengujian yaitu pengurangan berat benda uji dan temperatur selama pengujian. Dari data tersebut kemudian didapatkan koefisien perpindahan kalor konveksi, dengan menggunakan persamaan 8 - 18. Dari hasil pengujian, dapat diketahui bahwa dengan peningkatan kecepatan aliran udara dan dimensi piringan akan meningkatkan perpindahan kalor konveksi. Begitu juga dengan peningkatan kecepatan putar piringan, namun pengaruhnya relatif kecil jika dibandingkan dengan peningkatan kecepatan aliran udara dan dimensi benda uji. Dari hasil penelitian didapat persamaan perpindahan kalor konveksi pada piringan yang berputar yaitu Nu = 0,033 Re0,8885 Pr0,4.

Kata kunci : perpindahan kalor, perpindahan massa, piringan, naphthalene, bilangan Nusselt, bilangan Reynold