CFD - Latihan 4.1 (konduksi)

Senin. 12 Maret 2012

Simulasi CFD : one dimensional steady state.

Input Domain dan Model:

Panjang batang AB = 0,5 m. dimana TA = 100 C dan TB= 500 C dengan nilai termal konductivity (k) = 1000 W/m/K. Temperatur di sepanjang batang diwakilkan oleh T1, T2, T3, T4, dan T5. berikut terapannya :

gambar 1

Atur Cell :

gambar 2

Atur Konduktivitas Termal :

gambar 3

Iterasi :

gambar 4

Kontur dan Plot Temperatur :

gambar 5

Tahapan Pembuatan Simulasi :

1. Setting domain dan model tersebut : Panjang = 0,5m dan lebar 0,1m dengan Jumlah Cell (JC) : 7 x 3 cell (gambar 1)

cfdsof : menu bar - input - domain dan input - model - wall konduktif dan temperatur

2. Setting cell : atur dinding w1, w2, w3 (gambar 2)

cfdsof : input - cell

3. Setting Konduktifitas : Wall 1 = 313 K dan Wall 3 = 773 K dan nilai termal konductivity (k) = 1000 W/m/K pada wall 2. (gambar 3)

cfdsof : menu bar - konstanta sempadan(KS) - temperatur dan conductivity w1, w2, w3

4. Iterasi : setelah model sesuai dan parametar perhitungan dimasukkan, lakukan iterasi. (gambar 4)

cfdsof : menu bar - olah - iterasi

5. Hasil Kontur dan Plot (gambar 5)

cfdsof : menu bar - hasil - kontur dan plot

6. Liat alfa bisa dilakukan pada menu text (gambar 4)

kenapa panas/kalor bisa berpindah? apa saja faktor penyebab terjadi fenomena tersebut?

Analisa :

Kalor itu adalah berupa suatu energi. Dimana berdasar hukum kekekalan energi, energi dapat berpindah dari suatu tempat ke tempat lain dan dapat pula berubah bentuk, dari bentuk energi satu ke energi lain.

Sekarang kita bahas tentang energi kalor atau energi panas.

Perpindahan Kalor adalah suatu proses perpindahan energi panas pada suatu zat atau dari satu zat ke zat lain.

Kalor dapat berpindah dapat melalui suatu zat perantara maupun tanpa zat perantara, zat perantara yang dapat menghantarkan kalor disebut dengan konduktor, sedangkan yang tidak dapat menghantarkan panas disebut dengan isolator.

Perpindahan kalor dapat melalui tiga cara :

1. Konduksi.

2. Konveksi.

3. Radiasi

Sekarang mari kita fokuskan ke konduksi :

Konduksi panas atau konduksi termal adalah penjalaran kalor tanpa disertai perpindahan bagian-bagian zat perantaranya. Penjalaran ini biasanya terjadi pada benda padat. Konduksi terjadi dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Benda suhunya tinggi akan melepaskan kalor, sedangkan zat yang suhunya rendah akan menerima kalor, hingga tercapai kesetimbangan termal. Hukum Fourier menyatakan bahwa laju perpindahan kalor dengan sistem konduksi dinyatakan dengan :

Rumus hukum Fourier:

dimana ;

Qx = laju perpindahan kalor ( Watt ),

k = konduktivitas thermal, merupakan sifat material (W/m.C),

A = luas penampang yang tegak lurus denga arah laju perpindahan kalor (m2)

dT/dx = Gradien temperatur dalam arah x (C/m),

Dengan makna konduksi diatas, hasil simulasi cfd konduksi tersebut dapat divalidasi. karena pada hasil kontur terlihat jelas perambatan panas dari 373K ke 773K tanpa ada partikel yang bergerak. hal ini sesuai dengan teori konduksi.

semoga bermanfaat.. terima kasih_