Konveksi paksa internal: Fluks kalor konstan

Ketika fluida dialirkan melalui pipa yang memiliki temperatur berbeda dengan fluida, maka terjadilah perpindahan kalor antara keduanya. Perpindahan kalor ini disebut dengan konveksi paksa internal. Karena perpindahan kalor inilah temperatur fluida saat masuk menjadi berbeda dengan temperatur fluida saat keluar pipa. Sebagai contoh: air dingin yang mengalir melalui pipa yang panas akan naik temperaturnya saat keluar dari pipa tersebut. Air ini menerima kalor dari permukaan pipa yang panas. Oleh karena itu berlaku hubungan seperti ini:

Untuk penyederhaan ada dua tipe perpinahan kalor secara konveksi paksa internal, yaitu: fluks kalor konstan dan temperatur permukaan konstan. Fluks kalor adalah besarnya kalor yang berpindah dari permukaan ke fluida untuk setiap satu satuan luas, sehingga dapat dituliskan seperti ini:

Oleh karena itu untuk hubungan antara aliran kalor dan fluidanya adalah sebagai berikut:

Untuk lebih jelasnya mari kita kerjakan contoh soal berikut:

Sebuah pipa panas yang berfungsi sebagai pemanas (water heater) dengan flux panas 1000 W/m2 teraliri air dengan debit 0.1 m³/jam. Pipa tersebut memiliki panjang 1 m dengan diameter 2 inci. Jika pada saat masuk air bertemperatur 25 ^oC maka berapa temperatur air saat keluar dari pemanas tersebut?

(Tri Ayodha Ajiwiguna)