Pertanyaan
Oli mesin pada 60^circ C mengalir melintasi plat sepanjang 5 m yang bertemperatur 20^circ C dengan kecepatan 2m/s dan temperatur ruangan disekitarnya 65^circ C Hitung gaya hambat dan laju aliran kalor total jika lebar plat adalah 1,5 m.
Jawaban
1. Gaya Hambat:
Untuk menghitung gaya hambat (gaya gesek) oli pada plat, kita perlu mengetahui:
* Viskositas oli pada 60°C: Viskositas oli berubah dengan suhu. Kita perlu mencari nilai viskositas dinamik (μ) oli pada 60°C dari tabel sifat-sifat oli atau data teknis oli yang digunakan.
* Profil kecepatan oli: Asumsi aliran laminar atau turbulen sangat mempengaruhi perhitungan. Nomor Reynolds (Re) perlu dihitung untuk menentukan jenis alirannya. Rumus Re adalah: `Re = (ρVL)/μ`, di mana ρ adalah densitas oli (juga perlu dicari pada 60°C), V adalah kecepatan oli (2 m/s), L adalah panjang plat (5 m), dan μ adalah viskositas dinamik. Jika Re < 2300, aliran laminar; jika Re > 4000, aliran turbulen. Perhitungan gaya hambat berbeda untuk aliran laminar dan turbulen.
Setelah menentukan jenis aliran, kita dapat menggunakan rumus yang sesuai untuk menghitung tegangan geser (τ) pada plat:
* Aliran Laminar: τ = μ(du/dy), di mana du/dy adalah gradien kecepatan pada dinding plat. Untuk aliran laminar di atas plat datar, du/dy dapat dihitung dengan pendekatan tertentu.
* Aliran Turbulen: Perhitungan tegangan geser jauh lebih kompleks dan biasanya melibatkan koefisien gesek yang bergantung pada Re dan kekasaran permukaan plat.
Gaya hambat (F) kemudian dapat dihitung dengan: F = τ * A, di mana A adalah luas permukaan plat (5 m * 1.5 m = 7.5 m²).
2. Laju Aliran Kalor Total:
Untuk menghitung laju aliran kalor total, kita perlu mempertimbangkan dua mekanisme perpindahan panas:
* Konveksi paksa: Perpindahan panas antara oli dan plat. Kita perlu mengetahui koefisien konveksi (h) untuk menghitung laju aliran kalor. Koefisien konveksi bergantung pada jenis aliran (laminar atau turbulen), sifat-sifat oli (viskositas, konduktivitas termal, densitas, kapasitas panas spesifik), dan geometri. Korelasi empiris (seperti korelasi Nusselt) digunakan untuk menentukan h.
* Konveksi bebas (natural convection): Perpindahan panas antara plat dan udara sekitar pada 65°C. Ini juga membutuhkan koefisien konveksi yang berbeda dan perhitungan yang lebih kompleks.
Laju aliran kalor total (Q) dapat dihitung dengan:
Q = Q_konveksi_paksa + Q_konveksi_bebas
Q_konveksi_paksa = h * A * ΔT, di mana ΔT adalah perbedaan suhu antara oli dan plat (60°C - 20°C = 40°C).
Q_konveksi_bebas akan membutuhkan perhitungan terpisah berdasarkan perbedaan suhu antara plat dan udara sekitar.
Kesimpulan:
Tanpa data tambahan seperti viskositas oli pada 60°C dan densitas oli pada 60°C, tidak mungkin untuk menghitung gaya hambat dan laju aliran kalor total secara akurat. Anda perlu mencari data sifat-sifat oli yang digunakan dalam soal ini untuk menyelesaikan perhitungan. Setelah data tersebut tersedia, Anda dapat mengikuti langkah-langkah di atas untuk menyelesaikan masalah ini.
Pertanyaan Panas
lebih
Jika air pada bendungan relatif tenang, maka tekanan paling besar berada pada titik .... 1 2 3 4
Seorang tukang mengukur kedalaman sebuah pipa. Kedalaman pipa saat diukur menggunakan jangka sorong ditunjukkan seperti gambar berikut. Kedalaman pip
Rumah yang memiliki suhu paling besar disaat waktu yang bersamaan adalah ....
Putri melakukan pengukuran ketebalan pelat logam dengan menggunakan mikrometer sekrup. Hasil pengukurannya seperti pada gambar berikut. Presentase ke
Putri melakukan pengukuran ketebalan pelat logam dengan menggunakan mikrometer sekrup. Hasil pengukurannya seperti pada gambar berikut. Ketidakpastia
Bacalah cuplikan berita berikut ini! Menurut Dery, petugas tera dari Unit Pelaksana Tugas Bidang Kemetrologian Pamekasan Dinas Perindustrian dan Perda
Berikut menunjukkan bentuk dari beberapa kereta api. Jika massa dan kekuatan mesin kereta sama, maka bentuk kereta yang menghasilkan kecepatan maksima
8. Seorang siswa melakukan percobaan dengan memanaskan air di atas bunsen hingga suhunya mencapai 90^circ mathrm(C) . Apabila termometer yang digunak
5. Dari jarak 120 mathrm(~m) , seorang pengukur tanah menemukan sudut yang terbentuk antara garis permukaan dan puncak gedung adalah 30^circ . Gunak
Pengukuran dengan Mikrometer Sekrup Pengukuran dimensi suatu benda yang memiliki panjang atau ketebalan yang tipis akan sulit dilakukan jika hanya men
17. Perhatikan gambar berikut. Dua bejana yang berisi air dengan suhu berbeda dicampur seperti gambar tersebut. Suhu akhir air campuran kedua bejana a
6. Perhatikan gambar berikut! Muatan A Muatan B Berdasarkan gambar tersebut, pernyataan berikut yang benar adalah .... A. muatan A memiliki potensial
14. Generator mengubah energi mekanik gerak menjadi energi listrik. Motor listrik berfungsi mengubah energi listrik menjadi gerak mekanik. Peralatan r
1. Sebuah penggaris plastik yang digosokkan pada kain wol akan bermuatan ... karena .... A. negatif, muatan negatif dari kain wol berpindah ke plastik
8. Jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem, maka jumlah energi potensial dan energi kinetik pada suatu titik adalah tetap. Jumlah energi pot