Visualisasi Distribusi Temperatur pada Batang Sederhana yang Mengalami Konduksi

Pada post kali ini, saya ingin menampilkan visualisasi distribusi temperature pada batang sederhana yang mengalami konduksi. Proses perpindahan panas secara konduksi yang terjadi pada batang yang akan disimulasikan disebabkan oleh adanya perbedaan temperature pada tiap – tiap ujung batang sederhana. Berikut ilustrasi batang sederhana yang akan disimulasikan

 

Pada gambar di atas, telah dijelaskan bahwa, proses perpindahan panas secara konduksi disebabkan oleh perbedaan temperature pada ujung A dan ujung B, dimana nilainya masing – masing adalah 100oC dan 500oC. Jadi dapat diprediksi bahwa arah perpindahan panas adalah dari arah kanan (B) ke kiri (A). Atau dengan kata lain, temperature akan semakin turun dari arah kanan ke kiri, dan sebaliknya.

Simulasi dijalankan dengan asumsi bahwa kondisi perpindahan panas sudah berada pada kondisi tunaknya dengan diskritisasi volume dalam arah vertical (sumbu i) sebanyak 7.

Note: untuk detail perhitungan fundamental berdasarkan metode volume hingga mengenai kasus konduksi seperti pada gambar di atas, dapat dilihat pada Versteeg H.K., Malalasekera W. Introduction to computational fluid dynamics. The finite volume method (Longman, 1995)

Dapat diperhatikan gambar di bawah ini yang merepresentasikan set – up geometri dua dimensi yang akan disimulasikan dengan menggunakan software CFDSOF. Jadi, ditetapkan W1 dan W2 sebagai, masing – masing, titik A dan B.

 

Dengan menetapkan nilai konduktivitas batang sebesar 100 W/mK, maka didapatkan distribusi temperature seperti pada gambar di bawah ini.

 

Dapat diperhatikan bahwa, pada kondisi tunaknya dengan temperature pada masing – masing ujung batang adalah sebesar 100oC dan 500oC, distribusi temperature merepresentasikan arah perpindahan kalor yang sesuai dengan ekspektasi awal, yaitu dari arah kanan ke kiri. Memang hal ini sudah kita ketahui bersama, namun poin penting yang perlu diambil dari simulasi ini adalah dapatnya kalkulasi untuk melihat distribusi temperature dengan perbedaan temperature tertentu dilakukan. Untuk dapat dengan lebih jelas melihat distribusi temperature dari hasil simulasi, dapat diperhatikan grafik di bawah ini.

 

Grafik di atas menunjukkan distribusi temperature berdasarkan arah sumbu i, yang jika diperhatikan dari kiri ke kanan adalah dari poin A ke poin B. Dapat diperhatikan bahwa temperature terdistribusi secara linear sepanjang sumbu i. Namun, hasil grafik ini hanya berlaku untuk penyelesaian masalah dengan diskritisasi volume sebanyak 7. Jika diskritisasi volume diperbanyak lagi, hasil akhir yang didapatkan dapat saja berbeda dengan grafik di atas.

 

Sekian yang dapat saya sampaikan saat ini. Semoga bermanfaat.

Wassalam

 

  1. No trackbacks yet.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: