Perpindahan Panas Pada Dinding Secara Transien

Depok, 3 Mei 2012

Suatu ruangan tentu saja mengalami sinar matahari sepanjang siang hari, begitu pula ketika malam hari, seiring tenggelamnya matahari, maka temperatur ruangan juga berbeda selama 24 jam. Tentu saja terjadi perpindahan panas konduksi pada tembok dinding ruangan sepanjang hari pula. Perpindahan panas dapat pula terjadi dari lingkungan menuju ke dalam ruangan dan begitu pula sebaliknya, selama terjadi perbedaan temperatur.

Akibat fenomena tersebut, tentunya temperatur di dalam ruangan maupun di lingkungan akan berubah seiring bertambahnya waktu. Untuk itu, kita harus melihat kasus perpindahan panas tersebut secara transien seiring bertambahnya waktu. Untuk mengetahui fenomena yang terjadi pada kasus perpindahan panas secara transien, maka akan dilakukan simulasi CFD di mana ruangan yang akan disimulasikan adalah kamar tidur sederhana.

1. Buatlah domain ukuran dari ruangan 2 dimensi

2. Atur model seperti di bawah ini

3. Atur cell seperti di bawah ini

Pada kasus ini, sisi kiri merupakan dinding yang terkena langsung sinar matahari sehingga dinding sebelah kiri yang akan dianalisis lebih lanjut. Oleh karena itu dinding sebelah kiri diberi nama wall 1 dan dinding bawah dengan wall 2, dinding kanan wall 4 dan dinding atas sebagai wall 3.

4. Pada saat mengatur kondisi sempadan ks, diaktifkan aplikasi transien dan menggunakan aplikasi piecewise. Aplikasi piecewiese digunakan untuk kasus dimana temperatur bertambah konstan seiring bertambahnya waktu. Dalam kasus ini, temperatur bertambah 0.5 derajat Kelvin setiap 1800 detik.

Untuk wall 1

dimana pengaturan piecewise sebagai berikut

Untuk wall 2, 3 dan 4, temperatur dijaga konstan 297 K

5. Lakukan aplikasi Tmpel

Hasil kontur setelah 1 detik

Jika dilihat seiring bertambahnya waktu

Dari hasil simulasi tidak terlalu tampak perbedaan dikarenakan perubahan temperatur hanya meningkat sebesar 0.5 derajat Kelvin. Namun dari hasil simulasi terlihat bahwa bagian pada dinding memiliki temperatur yang lebih tinggi dan makin menauhi tembok temperatur semakin berkurang. Hal itu telah sesuai dengan kejadian alami dimana semakin jauh dari sumber panas, maka temperatur semakin rendah, sebaliknya semakin dekat ke sumber panas temperatur semakin tinggi. Hal itu dikarenakan terdapat perpindahan panas.