Ads 720 x 90

Soal dan Pembahasan UTS Matematika Teknik Kimia 2018/2019

Pada kesempatan kali ini, saya akan memberi sedikit pengetahuan, tentang soal dan pembahasan UTS Matematika Teknik Kimia Ganjil Tahun 2018/2019. Semoga bermanfaat.

1. Sebuah tangki berbentuk bola berjari-jari R, mula-mula berisi penuh air. Mulai suatu saat, air dari dasar tangki dikeluarkan melalui lubang pengeluaran berdiameter D. Laju alir air (v) keluar tangki tergantung pada ketinggian permukaan air (h) dan dinyatakan dengan persamaan: 
v = a . h
Pada bagian teratas tangki, terdapat sebuah lubang udara untuk menjaga agar tekanan udara pada permukaan air tetap 1 atm. Tentukan waktu yang diperlukan untuk mengosongkan air dari tangki tersebut. 
tangki berbentuk bola
Gambar 1. Tangki Berbentuk Bola
Penyelesaian:

Sebuah tangki berbentuk bola berjari-jari R, mula-mula berisi penuh air. Mulai suatu saat, air dari dasar tangki dikeluarkan melalui lubang pengeluaran berdiameter D. Laju alir air (v) keluar tangki tergantung pada ketinggian permukaan air (h)
Sebuah tangki berbentuk bola berjari-jari R, mula-mula berisi penuh air. Mulai suatu saat, air dari dasar tangki dikeluarkan melalui lubang pengeluaran berdiameter D. Laju alir air (v) keluar tangki tergantung pada ketinggian permukaan air (h)
Jadi, waktu yang diperlukan untuk mengosongkan air dari tangki adalah 8R²/aD².

2. Sebuah ketel berisi cairan dengan massa M kg, mula-mula cairan bersuhu To, dan cairan diaduk dengan sempurna. Di luar dinding ketel dipasang pemanas jaket yang menyelimuti seluruh permukaan ketel dan jaket berisi uap jenuh yang mengembun pada suhu Ts. Akibat adanya uap jenuh yang mengembun pada dinding ketel, maka terjadi perpindahan panas dari uap yang mengembun dalam jaket ke dinding ketel yang selanjutnya memanaskan cairan tersebut. Perpindahan panas overall dari pemanas ke badan cair mengikuti persamaan:
q = U ( Ts - T )
Dimana U adalah koefisien perpindahan panas overall dan T adalah suhu cairan dalam ketel. Tentukan perubahan suhu dalam cairan setiap saat; T=f(t)
pemanasan ketel dengan uap
Gambar 2. Pemanasan Ketel dengan Uap
Penyelesaian:
Sebuah ketel berisi cairan dengan massa M kg, mula-mula cairan bersuhu To, dan cairan diaduk dengan sempurna. Di luar dinding ketel dipasang pemanas jaket yang menyelimuti seluruh permukaan ketel dan jaket berisi uap jenuh yang mengembun pada suhu Ts. Akibat adanya uap jenuh yang mengembun pada dinding ketel, maka terjadi perpindahan panas dari uap yang mengembun dalam jaket ke dinding ketel yang selanjutnya memanaskan cairan tersebut
Sebuah ketel berisi cairan dengan massa M kg, mula-mula cairan bersuhu To, dan cairan diaduk dengan sempurna. Di luar dinding ketel dipasang pemanas jaket yang menyelimuti seluruh permukaan ketel dan jaket berisi uap jenuh yang mengembun pada suhu Ts. Akibat adanya uap jenuh yang mengembun pada dinding ketel, maka terjadi perpindahan panas dari uap yang mengembun dalam jaket ke dinding ketel yang selanjutnya memanaskan cairan tersebut
3. Suatu circular fin melekat pada permukaan pipa silinder panas pada posisi R1 dari pusat pipa dan berada di lingkungan udara bersuhu tetap Tu. Suhu dinding pipa dianggap tetap Ts. Jari-jari terluar fin (bagian tepi) adalah R2  u(jarak dihitung dari pusat pipa). Ketebalan fin (b) dianggap cukup tipis sehingga gradien suhu ke arah ketebalan fin dapat diabaikan. Laju perpindahan panas (q) dari permukaan fin ke udara mengikuti persamaan berikut:
q = h ( T - Ta )
 Dimana h adalah koefisien perpindahan panas permukaan ke udara. Fin terbuat dari bahan logam dengan konduktivitas panas (k), kapasitas panas (Cp), dan densitas (ρ). Nilai R2 tidak cukup besar sehingga suhu tepi fin masih cukup jauh dari suhu udara. Tentukan distribusi suhu di dalam fin pada berbagai posisi; T=f(r).
circular fin
Gambar 3. Circular Fin
Penyelesaian:
circular fin
Suatu circular fin melekat pada permukaan pipa silinder panas pada posisi R1 dari pusat pipa dan berada di lingkungan udara bersuhu tetap Tu. Suhu dinding pipa dianggap tetap Ts. Jari-jari terluar fin (bagian tepi) adalah R2  u(jarak dihitung dari pusat pipa). Ketebalan fin (b) dianggap cukup tipis sehingga gradien suhu ke arah ketebalan fin dapat diabaikan

Suatu circular fin melekat pada permukaan pipa silinder panas pada posisi R1 dari pusat pipa dan berada di lingkungan udara bersuhu tetap Tu. Suhu dinding pipa dianggap tetap Ts. Jari-jari terluar fin (bagian tepi) adalah R2  u(jarak dihitung dari pusat pipa). Ketebalan fin (b) dianggap cukup tipis sehingga gradien suhu ke arah ketebalan fin dapat diabaikan

Uji batas (Boundary Condition) menyusul ya, hehe.

4. Suatu infinite slab (x=~ ; y=~ ; z=~) mula-mula bersuhu To, pada suatu saat salah satu permukaan slab tersebut (x=0) dimasukkan panas sebesar q (panas/waktu.luas). Bila bahan slab memiliki konduktivitas panas k, kapasitas panas Cp, dan densitas ρ, tentukan distribusi suhu pada slab tersebut setiap saat; T=f(x,t).
infinite slab
Gambar 4. Infinite Slab
Penyelesaian:
Suatu infinite slab (x=~ ; y=~ ; z=~) mula-mula bersuhu To, pada suatu saat salah satu permukaan slab tersebut (x=0) dimasukkan panas sebesar q (panas/waktu.luas). Bila bahan slab memiliki konduktivitas panas k, kapasitas panas Cp, dan densitas ρ, tentukan distribusi suhu pada slab tersebut setiap saat; T=f(x,t)

Suatu infinite slab (x=~ ; y=~ ; z=~) mula-mula bersuhu To, pada suatu saat salah satu permukaan slab tersebut (x=0) dimasukkan panas sebesar q (panas/waktu.luas). Bila bahan slab memiliki konduktivitas panas k, kapasitas panas Cp, dan densitas ρ, tentukan distribusi suhu pada slab tersebut setiap saat; T=f(x,t)

BVP nyusul wkwk

Sekian dari saya, apabila ada kesalahan mohon koreksinya di kolom komentar. Terima kasih.
Newest Older

Related Posts

Post a Comment

Subscribe Our Newsletter