Perpindahan Panas 2021 klas A

1.       Sebuah dinding tebalnya 2 cm dibangun dari bahan yang konduktivitas termalnya rata-rata 1,3 W/m.⁰C. Dinding ini diisolasi dengan bahan yang mempunyai konduktivitas termal 0,35 W/m.⁰C sehingga kehilangan kalor tiap meter persegi tidak lebih dari 1830 W. Andaikan suhu dinding dalam dan luar yang diisolasi itu 1300⁰C dan 30 ⁰C, hitunglah tebal isolasi yang diperlukan.

2.       Sebuah pipa 2,0 in Sch.no.40 mempunyai k = 27 Btu/h.ft.⁰F. Fluida di dalam pipa mempunyai h = 30 Btu/h.ft².⁰F. Permukaan luar dilapisi dengan kaca serat setebal 0,5 in dengan k = 0,023 Btu/h.ft.⁰F. Koefisien konveksi pada permukaan luar isolasi sebesar 2,0 Btu/h.ft².⁰F. Suhu fluida di bagian dalam pipa 320 ^oF dan di bagian luar 70^oF. Hitunglah rugi kalor per ft panjang pipa.

3.       Sebuah kawat dengan diameter 1,0 mm berada pada suhu 400^oC dan terbuka pada lingkungan konveksi bersuhu 40^oC dengan h = 120 W/m².⁰C.

a.       Hitunglah konduktivitas termal yang akan menyebabkan isolasi setebal 0,2 mm menghasilkan jari-jari kritis.

b.      Berapa tebal isolasi harus ditambahkan untuk mengurangi perpindahan kalor sebanyak 75% dari yang terjadi bila kawat tidak diisolasi?