Teknik Mesin Undip

1. JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO
UJIAN AKHIR SEMESTER GANJIL 2013/2014
Mata Kuliah: Perpindahan Panas I
Dosen : Dr. Ir. Nazaruddin Sinaga, MS
Tangal : 9Januari2014
Waktu : 100 Menit
Sifat : Opened book (hanya satu buku teks saja)
Petunjuk
• Dilarang bekerjasama atau meminjam apapun dariorang lain
• Dilarang menggunakan laptop, tablet, handphone atau alat komunikasi lainnya
1. Tinjaulah suatu proses perpindahan kalor konduksi yang diatur oleh persamaan berikut:
^left + ^top + bright + ^bottom ~ ^node t " 0
(a) Apakah proses ini berlangsung secara tunak ?
(b) Apakah perpindahan kalor ini satu atau dua atau tiga dimensi ?
(c) Apakah terdapat pembangkitan panas ?
(d) Apakah konduktivitas termal berharga konstan ?
2. Jawablah pertanyan-pertanyaan berikut dengan jelas dan ringkas
a) Apakah yang dimaksud dengan "lumped capasitance modeT ? Jelaskan pula syarat penggunaan model ini.
b) Apakah kegunaan dari sirip, dan jelaskan cara kerjanya.
c) Jelaskan mekanisme perpindahan kalor secara radiasi
d) Apakah perbedaan antara benda hitam (black body), benda kelabu dan benda nyata?
e) Jelaskanlah cara menentukan faktor bentuk (shape factor) pada kasus perpindahan kalor radiasi yang terjadi di
dalam suatu ruangan berbentuk kotak yang terdiri dari lantai, dinding dan atap.
3. Carilah temperatur tunak dari 4 titik nodal interior pada Gambar 3 di bawah.
4. Pada Gambar 4 ditunjukkan.sebuah kerucut terpancung yang terdiri dari 2 buah disk parallel berjarak 2 m dengan
temperatur disk-1 (diameter 1 m) 150 °C dan disk-2 (diameter 1,6 m) bertemperatur 375 °C. Hitunglah qi dan
untuk kasus-kasus berikut:
a) Permukaan yang mengalami perpindahan kalor hanya 2 buah disk saja (dianggap tidak ada selubung
kerucut), dengan menganggapnya sebagai benda hitam
b) Permukaan yang mengalami perpindahan kalor hanya 2 buah disk saja, dengan menganggapnya sebagai
benda kelabu, dengan si = si = 0,7.
c) Kedua disk dan selubung dianggap sebagai benda hitam dengan temperatur selubung 0 °C.
d) Kedua disk adalah benda hitam yang memiliki sebuah bidang
5. A small surface (Fig. 5) of area Ai = 4 cm2 emits radiation as a blackbody at a Wackbody at Ti = 800 K. Part of the
radiation emitted by Ai strikes another small surface of area A2 = 4 cm2 oriented as shown in the figure.
Determine the solid angle subtended by A2 when viewed from Ai, and the rate at which radiation emitted by Ai
that strikes A2 directly. What would your answer be if A2 were directly above Ai at a distance of 80 cm?
^9
Gambar 4