RADIASI

TUGAS MAKALAH OPERASI TEKNIK KIMIA II

Penulis

Kelompok IV

Nama Anggota : 1. Widhi Saputra (0715041073)

2. Andika Wahyu P. (0715040121)

3. Rangga Radika P. (0715040162)

4. Adelia Ayuningtyas (0715041017)

5. Ika Hermania (0715041045)

6. Nanda Roselina (0715041058)

Jurusan Teknik Kimia

Fakultas Teknik Universitas Lampung

Bandar Lampung

2009

RADIASI

I. PendahuluanKita mengetahui bahwa dalam perpindahan panas terjadi dalam tiga

mekanisme yaitu secara konduksi, konveksi, dan radiasi. Sejak dahulu ketiga

mekanisme tersebut digunakan untuk menjelaskan perpindahan panas pada suatu

bahan atau suatu alat. Daalm Teknik Kimia konsep perpindahan panas sangatlan

berperan penting, sebagai contoh dalam Alat Penukar Panas, alat tersebut

dirancang dengan memeperhitungkan nilai-nilai koefisien perpindahan panasnya.

Baik secara konduksi maupun secara konveksi. Radiasi sering digunakan untuk

mengisolasi suatu bahan atau alat agar tidak berkontak dengan udara langsung

atau diisolasi untuk tujuan tertentu. Misalkan pada pipa yang diisolasi, dengan

tujuan untuk menjaga suhu pipa dalam sebesar suhu yang diinginkan.

Perpindahan panas secara konveksi ialah perpindahan panas dari daerah

yang bersuhu tinggi menuju daerah yang bersuhu rendah dalam suatu medium

(pada umunya padatan), atau antara medium-medium yang bersinggungan secara

langsung. Perpindahan panas secara konveksi ialah perpindahan panas tanpa

melalui zat perantara, umumnya terjadi antar fluida, proses mixing salah satunya.

Sedangkan proses perpindahan panas secara radiasi ialah perpindahan panas

secara pancaran dari benda yang bersuhu menuju benda yang bersuhu rendah.

Perpindahan panas secara konduksi dan konveksi merupakan perpindahan panas

karena adanya gerakan molekul-molekul akibat driving force yaitu temperatur,

sedangkan pada perpindahan secara radiasi, panas ditransfer melalui gelombang-

gelombang yaitu gelombang elektromagnetik, dimana kecepatan gelombang

tersebut sama dengan kecepatan cahaya.

Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang tidak

memerlukan medium untuk merambat, dapat merambat dalam ruang hampa.

Gelombang elektromagnetik ini didasarkan pada hipotesis James Clark Maxwell.

Contoh sederhana pada kita adalah pancaran sinar matahari yang berradiasi

melewati angkasa dan atmosfer bumi, dimana terakhir bumi akan menyerap

radiasi tersebut. Udara hanya dapat menyerap sedikit radiasi dari sinar matahari

tersebut, karena gelombang elektromagnetik tersebut dapat menembus udara, oleh

karena itu tidak diserap. Berbeda halnya dengan pada gas-gas seperti CO2 dan

H2O yang akan menyerap sebagian besar dari energi radiasi yang dipancarkan

oleh sumber radiasi.

Bumi sebagai contoh penyerap radiasi dari sinar matahari merupakan salah

satu benda yang dapat menyerap pancaran sinar radiasi yang disebut dengan

benda hitam. Dalam ilmu fisika benda hitam merupakan obyek yang dapat

menyerap seluruh radiasi elektromagnetik yang jatuh kepadanya serta tidak ada

radiasi yang dapat keluar atau dipantulkan. Meskipun demikian, secara teori

benda hitam juga dapat memancarkan seluruh panjang gelombang energi yang

mungkin ada padanya. Jumlah dan jenis radiasi elektromagnetik yang

dipancarkannya bergantung pada suhu benda hitam tersebut. Bila seberkas sinar

yang masuk kedalam lubang suatu benda, sinar akan dipantulkan berkali-kali

sehingga intensitas sinar lama-kelamaan akan berkurang (karena sebagian sinar

yang diserap, diserap oleh dinding), sampai pada suatu waktu energi radiasi akan

menjadi nol. Hal inilah yang disebut dengan benda hitam.

Gambar 1. Benda Hitam

Apabila benda hitam tersebut kita panaskan dengan temperatur tertentu, maka

dinding atau permukaan dari benda hitam akan memancarkan radiasi secara

merata pada saat suhunya merata pada bagian dinding atau semua bagian

permukaan. Dimana radiasi dari benda hitam akan memancarkan radiasinya bila

ada lubang pada benda hitam tersebut, maka radiasi itu disebut dengan radiasi

benda hitam. Berdasarkan hal tersebut, dengan adanya kenaikan temperatur atau

dengan temperatur yang tinggi, benda hitam akan dapat memancarkan radiasinya

kelingkungan bila ada celah atau lubang pada suatu bagian dari benda hitam

tersebut. Dan suatu benda dikatakan benda hitam apabila dapat menyerap

pancaran radiasi dari sumber bila ada sebagian kecil celah atau lubang pada benda

hitam.

Gambar 2. Radiasi Benda Hitam

II. Intensitas dan EmisivitasBenda hitam akan menyerap energi radiasinya per satuan luas permukaan

pada temperatur tertentu, dengan kata lain benda hitam tersebut merupakan

penyerap yang sempurna. Bagaimana halnya bila bendanya bukan benda hitam?

Jika bukan benda hitam, energi radiasi akan diserap sebagian kecil melalui fraksi

pada permukaan, dimana dapat juga memancarakan sinar radiasi kelingkungan

sebagaimana yang dilakukan oleh benda hitam pada keadaan yang sama.

Suatu hukum Kirchhoff’s digunakan untuk mewakili keseimbangan termal

antara pemancaran sinara radiasi dengan penyerapan sinara radiasi. Bila I

menunjukkan energi radiasi pada luas permukaan suatu benda, maka

keseimbangan termalnya menjadi

Ia1 = E1 (1)

Untuk benda hitam a = 1 dan kekuatan emisivitas untuk benda hitam EB = I, maka

persamaan 1 menjadi,

E1 = = = a1 (2)

Emisivitas (e) merupakan perbandingan energi dimana benda yang memancarkan

sinar radiasi terhadap sinar radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam. Dengan

kata lain kemampuan suatu benda untuk memancarkan energi berupa gelombang

elektromagnetik pada area dan temperatur yang sama. Semakin besar nilai

emisivitas suatu benda, semakin mudah pula benda tersebut memancarkan energi

radiasinya. Absorsivitas (a) merupakan perbandingan antara energi yang diserap

oleh suatu benda terhadap penyerapan energi oleh benda hitam per satuan luas

yang sama. Kekuatan emisi permukaan (E) merupakan total energi yang

dipancarkan per satuan luas, per satuan waktu. Sedangkan Intensitas radiasi (I)

merupakan energi yang dipancarkan per satuan luas, per satuan waktu, per

kemiringan benda.

Intensitas radiasi yang dipancarkan oleh benda hitam kekuatannya

mencapai empat kali dari temperatur absolut. Untuk intensitas bukan benda hitam

berantung pada emisivitas dari benda tersebut dimana kekuatannya mencapai

empat kali dari temperatur absolutnya. Energi yang dipancarkan dari suatu benda

per satuan luas ke benda yang berbentuk stengah lingkaran dapat dinyatakan

dengan persamaan,

E = = (3)

dengan e = emisivitas benda

= nilai tetapan Stefan-Boltzmann

(1730.10-12 Btu / ft2 hr 0F)

T= temperatur absolut benda

Suatu benda hitam memancarkan energinya secara berkesinambungan

pada panjang gelombang tertentu dengan intensitas maksimum pada panjang

gelombang sekitar 1 sampai 5 mikron, ynag bergantung pada temperatur (lihat

gambar 1). Penyerapan a pada permukaan sangat bergantung pada keadaan biasa

permukaan dan adanya distribusi panjang gelombang pada peristiwa radiasi.

Meskipun, emisivitas e sama dengan penyerapan a pada benda dan temperatur

yang sama, penyerapan a pada benda yang suhunya T1 untuk peristiwa radiasi dari

sumber yang berbeda suhunya T2 ditunjukkan dengan simbol a1←2, dimana

bergantung pada temperatur T2 menuju temperatur T1. Karena peristiwa radiasi

berupa gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang tertentu, maka

bila berbeda panjang gelombang, maka akan berbeda juga penyerapan suatu benda

terhadap sumber radiasi dengan temperatur yang berbeda. Nilai emisivitas

permukaan dari suatu benda sangat bergantung berdasarkan interval suhunya

(lihat tabel 1).

Suatu benda yang memancarkan energi radiasi juga menyerap energi

radiasi, maka total energi yang ditransferoleh radiasi sama dengan energi yang

dipancarkan dengan energi yang diserap. Untuk benda yang bersuhu T1 yang

disekat oleh lingkungan yang bersuhu T2, maka perpindahan panas dari 1 ke 2

yaitu,

q1,2 = A1 [e1 - a1←2 ] (4)

persamaan 4 dapat ditulis,

(5)

Persamaan 5 diatas memiliki satuan Btu / hr ft2. Persamaan 5 tersebut hanya

modifikasi untuk mendapatkan barapa energi yang ditransfer per satuan luas

permukaan suatu benda. Persamaan ini juga didasarkan pada perhitungan untuk

radiasi dimana benda dianggap kecil dibandingkan dengan lingkungannya.

Tabel 1. Nilai Emisivitas Permukaan Suatu Benda pada Range Suhu Tertentu

Surface Temperatur (0F) Emisivitas (e)

Alumunium

Highly polished plate 440 – 1070 0,039 – 0,057

Oxidized at 110 0F 390 – 1110 0,11 – 0,19

Brass

Highly polished plate (73 – 27) 476 – 674 0,028 – 0,031

Polished 100 – 600 0,096 – 0,096

Dull plate 120 – 660 0,22

Copper

Polished 242 0,023

Plate heated at 1110 0F 390 – 1110 0,57 – 0,57

Iron, polished 800 – 1880 0,144 – 0,377

Cast iron

Polished 392 0,21

Turned on lathe 1630 – 1810 0,60 – 0,70

Oxidized at 1110 0F 390 – 1110 0,64 – 0,78

Steel oxidized at 1110 0F 390 – 1110 0,79 – 0,79

Rought ingot iron 1700 – 2040 0,87 – 0,95

Stell plate, rough 100 – 700 0,94 – 0,97

Molten steel 2910 – 3270 0,28 – 0,28

Mercury 32 – 212 0,09 – 0,12

Nickel polished plate 74 0,045

Bila suatu benda menyerap semua panjang gelombang radiasi dengan

tingkat absorpsi yang sama, benda tersebut dikenal dengan benda abu-abu atau

gray body. Benda abu-abu tersebut memiliki tingkat absoprsi pada distribusi

energi pada saat radiasi di permukaan. Maka persamaan untuk menyatakan

perpindahan panasnya secara radiasi yaitu,

q1,2 = (6)

Sebenarnya untuk padatan hasil untuk perpindahan pans secara radiasi ini

akn menunjukkan hasil yang sama, dimana padatan tersebut diasumsikan benda

hitam, benda abu-abu ataupun bukan kedua-duanya. Terkadang sangat sulit untuk

dapat mengukur secara langsung absoprsi radiasi walupun ada beberapa alat yang

mendukung untuk itu, namun kebanyakan orang lebih menyukai persamaan 6

untuk mrnghitung perpindahan panas secara radiasi dengan asumsi benda yang

menyerap ialah benda abu-abu atau gray body.

III. Faktor GeometrisUntuk benda hitam, perubahan panas dievaluasi kembali dengan

mengubah atau memanipulasi persamaan 4 diatas dengan memasukkan suatu

faktor yaitu faktor geometris. Faktor geometris merupakan perbandingan antara

perubahan dalam per satuan luas benda pada suatu permukaan terhadap perubahan

dalam per satuan luas area dimana tempatkan diantara dua lempengan hitam yang

sejajar kesamping. Simbol F1,2 akan sering kita gunakan untuk mengartikan berapa

besar bagian pancaran radiasi yang meninggalkan permukaan benda A1 dalam

segala arah, dimana juga intersept dari permukaan benda A2. Tidak hanya simbol

itu saja, melainkan juga ada simbol F2,1, dimana hanya akan menyatakan arah

pancaran saja. Kedua simbol tersebut akan sering kita temukan dalam perhitungan

perpindahan panas secara radiasi ini, dan nilai dari kedua simbol terdapat yang

menyatakan faktor geometris ini berbeda-beda, yang sangat tergantung

berdasarkan bentuk atau layout dari benda, apakah permukaan rata (lurus) atau

permukaan tekuk (melengkung), lihat grafik 2.

Perhitungan faktor geometris ini didasarkan pada asumsi bahwa tingkar

emisivitasnya bernilai 1 (benda hitam) dan selalu konstan, tidak dipengaruhi oleh

temperatur. Persamaan yang dapat digunakan yaitu,

q1,2 = atau

q1,2 = (7)

hasil A1F1,2 akan sama dengan A2F2,1 dimana sebagai hasil total perpindahan panas

energi radiasi pada dua permukaan pada dua permukaan yang sama.

Seperti yang sudah dikatakan sebelumnya, bahwa layout dari sebuah

benda akan sangat mempengaruhi tigkat emisivitas dan penyerapan energi radiasi.

Jika ada sebuah benda dengan bentuk permukaan rata (lurus) yang diletakkan

diantara dua lempengan radiasi secara sejajar, tetapi tidak ada heat flux radiasi

baik dari maupun ke permukaan lurus tersebut, maka temperatur yang sebelumnya

kita tidak mengetahuinya, dapat kita hilangkan dengan persamaan keseimbangan

energi. Persamaan 8 akan memberikan perpindahan energi radiasi dari permukaan

A1 menuju permukaan A2 dengan kombinasi mekanisme arah radiasi dan pancaran

kembali energi radiasi dari permukaan yang lurus.

q =

q = (8)

dimana merupakan faktor geometris, termasuk efek dari

permukaan atau dinding lurus diantara lempengan hitam yang

sejajar

Efek dari permukaan yang lurus ialah dapat menaikkan laju perpindahan

panas antara lempengan sejajar yang ditunjukkan pada grafik 3. Sebagai contoh,

terdapat dua kotak yang sejajar dengan jarak antara mereka sama dengan satu kali

disamping dari kotak tersebut. Arah radiasi anatar dua lempengan memberikan

kurva dua pada grafik 3, dengan sekitar 20% radiasi dipindahkan antara area kotak

tersebut dengan lempengan yang sejajar. Jika ada dua lempengan paralel yang

sejajar dan disambungkan oleh logam yang tidak dapat berkonduksi, tetapi

pancaran dinding yang sekitar 53% diperoleh sebagai bentuk energi akan

dipindahkan per satuan luas antara dua lempengan permukaan yang sejajar.

Penambahan dinding dengan permukaan yang lurus akan menbuat laju

perpindahan panas secara radiasi akan menjadi ganda. Maka nilai dari faktor

geometris tersebut yaitu,

(9)

bila hanya ada dua perpindahan panas melalui permukaan didalamnya, maka

persamaan 9 diatas dapat lebih sederhana, dimana A1FR,1 = ARFR,1, A2F2,R = ARFR,2,

dan FR,,1+FR,2+FR,R = 1,

maka persamaan 9 menjadi,

(10)

jika F1,R = 1 – F1,2 dan F2,R = 1 – F2,1, maka persamaan 10

menjadi

(11)

persamaan 11 digunakan untuk menentukan faktor geometris, yang didasarkan

pada temperatur yang sama pada permukaan lurus.

IV. Nonblack SurfaceUntuk benda, selain benda hitam untuk menghitung berapa besar

perpindahan panas secara radiasi, diperlukan beberapa tinjaun perhitungan seperti

berapa bagian energi yang terpantulkan kembali. Untuk hal tersebut kita harus

mengetahui karakteristik dari permukaan benda yang ada. Umumnya digunakan

benda abu-abu untuk menggambarkan maksud tersebut.

Jika kita mengasumsikan bahwa seluruh permukaan merupkan benda abu-

abu, maka cuku sederhana untuk menggambarkan tingkat emisivitas dan tingkat

penyerapan pada permukaan benda yang rata (lurus). Tingkat emisivitas dan

tingkat penyerapan permukaan yang berlengkung (tekuk) tidak termasuk

didalamnya, karena terdapat keraguan apakah permukaan yang lurus tersebut

dapat mencapai keseimbangan termalnya melalui penyerapan yang sempurna dan

pancaran dari benda hitam atau dengan melalui pancaran energi kembali tanpa

adanya penyerapan terlebih dahulu. Untuk melakukan perhitungan yang tepat

menghitung total perpindahan panas secara radiasi antara permukaan yang

sebenarya yang kita ketahui faktor geometrisnya dengan tingkat emisivitas yang

diperlukan.

Maka persamaan yang kita gunakan untuk menghitung perpindahan panas

dimana terdapat kombinasi direction radiasi, pemancaran kembali dari permukaan

yang rata, serta perkalian antara pantulan dengan kurungan (sekat) yaitu,

q1,2 = atau

q1,2 = (7)

dalam persamaan 7 diatas terdapat faktor geometris dan faktor tingkat emisivitas,

kedua faktor tersebtu dapat dihiutng dengan cara.

(8)

persamaan 8 tersebut dengan asumsi bahawa semua bagian pada permukaan A1

dan pada bagian permukaan yang sama A2, memiliki perbandingan yang sama

antara daerah yang dipusatkan dengan energi radiasi pada permukaan yang tidak

lurus (tekuk) terhadap daerah yang dipusatkan dengan energi radiasi pada

permukaan yang lurus. Yang nilai perbandingan tersebut sama disetiap titik pada

permukaan benda baik pada permukaan A1 maupun A2.

V. Perpindahan Panas Radiasi melalui TubesEtode konvensional untuk menghitung perpindahan laju panas dari radiasi

ke tube dalam daerah radiasi tungku pembakaran sudah luas digunakan sebagai

pemanas minyak atau petroleum yang terdiri dari neraca energi dalam hubungan

dengan laju transfer panas tang dapat diprediksi dari grafik 3a, Jika A1

menunjukkan satu oleh dua baris tube paralel A1 dan hanya permukaan lain yang

memancarkan permukaan dibelakang tube. Nilai A2 adalah luas dari lempengan

yang berkelanjutan dimana tube ditempatkan dan bukan daerah pemanasan dari

tube itu sendiri.Untuk dua baris tubes yang dibatasi oleh dua bagian diameter

dimana projected area tubes sama dengan area lempengan A2. Laju transfer

panas untuk benda kotak dari lempengan dimana tubes ditempatkan pada A2

merupakan fungsi dari temperatur. Untuk temperatur dinding tube, dengan aturan

yang dikenal dengan emisivitas dari permukaan oksida tubes.

Neraca energi dibuat pada grafik 3a untuk bahan bakar udara dan produk

pembakaran disuplai ke tungku pembakaran per jam per ft2 dari permukaan

lempengan A2. Jika banyaknya bahan bakar yang disuplai ke furnace per jam per

ft2 dari permukaan lempengan A2 dan rasio fuel diketahui, energi dari panas yang

dikembangkan oleh pembakaran bahan bakar tersebut, ditambah panas sensible

dikenal dengan panas pada udara dan bahan bakar dengan spesifik 600F atau 00F,

jumlah untuk ft2 permukaan lempengan A2 dan diplot sebagai titik M pada ordinat

temperatur. Titik ini menghasilkan banyaknya panas pada furnace per jam per ft2

dari permukaan lempengan A2 diatas temepartur datum.

Jika semua energi yang tersisa dalam produk hasil pembakaran, bila tak

ada panas yang ditransfer dari gas pembakaran didalam furnace, gas akan

meninggalkan furnace pada suhu yang sama dengan temperatur yang telah

dihitung. Semua panas dilepas oleh gas dalam furnace tersisa dalam hasil

pembakaran menuju perpindahan panas titik O dalam furnace. Secara substantial

dan sebanding dengan suhu hasil pembakaran ketika meninggalkan tungku

pembakaran, asumsi sangat dekat dengan kondisi aktual dari tipe furnace, dimana

biasanya api diatur untuk memperluas jarak didasar. Ketika furnace membakar

minyak atau apaun menjadi api yang sangat pendek ketika membakar gas dengan

udara yang telah dipanaskan, perbedaan antara dua tipe api dapat diatur dengan

mnegemisivitasikan emisi yang lebih tinggi dengan panjang gelombang panjang.

Pada grafik 3a dapat digunakan untuk menentukan kuantitas panas yang

dilepas dalam furnace, untuk kecepatan transfer panas yang diinginkan. Dalam

kasus ini suhu api yang telah dihitung dan garis perpotongan kurva dapat dilihat.

Solusi didapatkan dengan memperluas locus T dari produk hasil pembakaran ke

ordinat dari T acuan. Jika diasumsikan kapasitas panas hasil pembakaran konstan.

Ini dapat disesuaikan untuk menggambar garis lurus melalui T yang telah dihiutng

untuk penyerapan panas O (point N), dan melalui nilai yang diinginkan untuk

penyerapan panas per ft2 dari permukaan A2 (point O) dan membaca perpotongan

(point M) dari perpanjangan garis lurus ini dengan ordinat yang menunjuk T

acuan yang diinginkan.

Dengan sedikit mempelajari grafik 3a dapat dilihat bahwa semakin besar

area penyerapan panas A2 untuk konsumsi bahan bakar yang sama per jam,

kondisi akan semakin bagus. Ketika furnace akan dirancang, hubungan ini tidaka

dapat begitu digunakan dan permukaan penyerapan yang tersedia akan kecil

VI. Koefisien Perpindahan Panas RadiasiDalam banyak kasus perpindahan panas melibatkan perpindahan panas

secara konveksi dan radiasi. Sebuah contoh pada kasus perpindahan panas pada

diding furnace, bagian dinding dalam furnace panas akan mengalir keluar

(lingkungan). Dimana umumnya perpindahan panas pada dinding furnace

didasarkan pada perpindahan panas secara radiasi dan konveksi, penambahan

antara dua macam mekanisme perpindahan panass tersebut itulah yang akan

menjadi nilai perpindahan panasnya. Oleh karena itu muncullah suatu persamaan

yang menyatakan koefisien perpindahan panas secara radiasi yaitu,

hT =

hT = (9)

grafik 4 sebagai pembantu untuk dapat menyelesaikan nilai dari persamaan 9

diatas tersebut. Dimana satuan persamaan tersebut dalam Btu / hr ft2 0F sebagai

fungsi dari suhu pada permukaan pertama dan suhu permukaan kedua untuk

benda hitam dengan nilai emisivitas sama dengan satu.

VII. Radiasi dari Nonluminous GasHubungan antara padatan dengan permukaan yang keras atau rata dengan

asumsi keadaan benda adalah benda abu-abu, tingkat emisivitas akan konstan.

Dan penyerapan bebas dari energi radiasi berupa panjang gelombang tidak dapat

secara langsung diperkenalkan dalam kerusakan apresiasi. Tapi pada peristiwa

radiasi dari gas nonluminous, kebutuhan untuk menerima kebebasan emisivitas

atau tingkat penyerapan pada panjang gelombang tertentu, jika radiasinya ialah

benda hitam yang melalui massa gas, absorbsi akan terjadi pada wilayah tertentu

atau pada panjang gelombang spektrum infrared. Dengan demikian jika gas panas

pada energi radiasi sama halnya dengan panjang gelombang tersebut. Radiasi dan

keaslian absorbsi akan terjadi pada perubahan enregi kuantumnya didalam rotasi

energi dan getaran antar atom dalam molekul-molekul. Pembakaran gas di

industri seperti CO2, karbon monoksida, uap air, sulfur dioksida, ammonia,

hidrokarbon, serta turunan dari alkohol memiliki ”emisivitas bands” cukup besar

dan berperan penting. Pada atom yang memiliki dua atom seperti hidrogen,

oksigen, dan nitrogen tidak memiliki emisivitas atau ”absorbsi bands” yang cukup

penting dan berperan pada pertemuan temeperatur tertentu dalam operasi

diindustri.

Intensitas radiasi dari massa gas berfungsi pada nomor kontribusi molekul-

molekul tersebut, dan dapat menghalangi molekul yang dapat mengabsorbsi

beberapa emisi energi sebelum meninggalkan inti dari gas tersebut. Pertimbangan

radiasi dari faktor geometris ”hemispherical”, massa gas untuk permukaan elemen

terletak lain dengan ”hemispheres”.

Pengukuran percobaan menunjukkan bahwa hukum Beer’s cukup akurat

untuk karbon dioksida tetapi akan tidak akurat untuk uap air, oleh karena itu

secara umum dapat diambil suatu pertanyaan. Kontribusi ini dibawah permukaan

lapisan dalam kontras tajam dengan zat padat dan sebagian cairan, dimana radiasi

ini adalah suatu fenomena dari permukaan keras atau rata.

Emisivitas gas juga tergantung pada temparatur gas TG dan juga

tekanannya. Pada grafik 5, 6, 7 menunjukkan emisivitas dari karbon dioksida, uap

air, dan sulfur diksida sebagai fungsi dari temperatur dan dari produk pL, untuk

tekanan satu atm. Hukum Beer’s untuk uap air membutuhkan perbaikan untuk

tekanan parsialnya dari uap air dalam gas berlebih sebagai petunjuk dapat dilihat

grafik 8.

Absorbsifitas aG kira-kira akan sama unutk emisivitas sebagai petunjuk

pada grafik tersebut, dibaca pada temperatur radiasi zat padat Ts, terdiri pada

temperatur gas Tg. Jika gas pada temperatur tinggi kemudian permukaan radiasi

ketika absorbsi oleh gas lebih rendah, bagaimanapun juga nilai akurat eG, grafik 5

dan grafik 6, TS tapi pada pL (TS / TG), dan pada nilai dilipatgandakan oleh (TG /

TS)0.65 untuk karbon dioksida atau oleh (TG / TS)0.45 untuk uap air dan digunakan

sebagai aG.

Ketika karbon diksida dan uap air ditampilkan bersamaan, total emisivitas

pada campuran adalah lebih rendah dari jumlah emisivitas dari dua gas tersebut.

Ini disebabkan karena gas memiliki penyerapan panjang gelombang sebagai

indikasi. Yang membuat setiap gas dari beberapa yang tidak tembus cahaya ke

yang lainnya, perbaikan itu ditunjukkan dengan jumlah emisivitas yang diberikan

pada grafik 9. Grafik 5, 6, 7 akan tergantung pada pancaran radiasi oleh gas

hemisphere pada permukaan dari pusat permukaan. Yang mana dalam hal ini

panjang beam L sama dengan semua direksi atau arahnya. Dalam operasi indutri

ketajaman biasanya agak berbeda dari hemisphere tapi keseimbangan berarti

panjan beam L mungkin dapat disamakan dengan dimensi dari ketajaman sistem

radiasi yang ditunjukkan pada tabel 2, dan digunakan untuk persamaan emisivitas

dari grafik 5, 6, 7. Nilai yang diberikan dalam tabel 2 terdiri dari peningkatan

persamaan dasar diferensial yang kelebihan batas untuk masing-masing ketejaman

unutk keperluan industri.

Dengan emisivitas dan penyerapan persamaan cara mendeskripsikan

persimpangan pancaran panas antara gas non luminous dan kesatuan daerah pada

permukaan loncatan . Untuk permukaan abu-abu pada TS

berisi gas TG, evaluasi akurat pada pancaran radiasi memerlukan energi pada tipe

sorotan dari gas dan dari pertimbangan permukaan. Penyelesaian oleh evaluasi

jumlah penyerapan dan cerminan pada setiap pergeseran permukaan, dan

penyerapan pada penjumlahan untuk cerminan tiang dalam garis melintang yang

berturu-turut melewati massa gas.

Bila penyerapan tidak lengkap, maka sangat penting untuk meliputi

perbedaan dua seri tak terbatas, dimana tidak mudah menggambarkan bentuk

secara aljabar. Evaluasi massa seri oleh massa untuk memilih nilai permukaan

emisivitas diatas 0,7 (emisivitas pada industri lebih besar dari 0,7) dan untuk tipe

nilai pada pL menyatakan fakta kebetulan bahwa persimpangan untuk permukaan

komersial kemungkinan digambarkan dengan cukup memadai tingkat

ketelitiannya. Jika permukaan emisivitas dapat dipilih sebagai jalan tengah dari

nilai aktual 1 dan hanya satu pergeseran pertimbangan yaitu,

(10)

Total perpindahan panas ke penerima permukaan melalui penerima panas,

seperti permukaan keras dan perubahan antara gas dan permukaan akan menjadi

masalah yang kompleks untuk menyalurkan keseimbangan energi radiasi dan

koefisienkonveksi. Bagaimanapun perkiraan yang memuaskan dapat dibuat

menjadi suatu metode dari grafik 3. Area yang efektif diasumsikan sebagai

permukaan penyerap panas yang yang dapat dimodofikasi oleh keanekaragaman

faktor ketajaman benda. Juga terganutng dari rasio permukaan kasar dan tidak

kasar melalui sistem radiasi. Temperatur yang efektif diasumsikan pada gas dan

permukaan penerima. Perkiraan yang izinkan sebuah rasio dari permukaan kasar

kepada permukaan penyerap panas dan dapat menambah penyerapan panas dari

permukaan kasar. Nilai fraksi permukaan kasar ditambahkan kedalam area

penyerapan panas dari nol ketika sebuah rasio dari permukaan kasar ke

permukaan penerima sangat tinggi. Untuk sebuah satuan ketika rasio ini dalam

keadaan rendah dan nilai emisivitas juga rendah dan ketika areanya sama, tapi

melebihi besarnya area permukaan keras, maka akan diperkirakan dalam waktu

0,7 permukaan kasr dapat menambah permukaan penyerap panas radiasi. Dalam

persamaan 7 dan 10 dapat diselesaikan dengan dua temperatur yaitu suhu kedua

permukaan penerima dan gasnya.

VIII. Radiasi dari Luminous GasJika gas panas terdiri dari partikel soot yang dibentuk dalam lapisan

pembakaran atau komposisi radiasi partikel ini dan lapisan ini dipasang pada gas

lumnious jika total emisivitas dari lapisan pembakaran oleh grafik 10 dan 11 dapat

ditambahkan sebagai faktor mulit flying kedalam persamaan 10, dengan

menggunakan untuk kesulitan permukaan emisivitas hasil yang

memuaskan dapat dicapai. Penyerapan dan emisivitas permukaan luminous

mengurang, diikuti dengan peningkatan panjang gelombang dan total emisivitas

dalam spekturm yang visual. Hal ini membuat perkiraan dari lapisan emisivitas

tidak dapat naik ke permukaan, arti dari pryometer optical mengandung tujuh

warna gelombang panjang berbeda yaitu merah dan hijau, dua temperatur nyata

cahaya , temperatur merah (Tr) dan cahaya temperatur hijau (Tg). Hasil jumlah

dari lapisan emisivitas yang ditunjukkan pafa grafik 10. Penyerapan sepanjang KL

diindikasikan produk dari K yang diukur dari konsentrasi lapisan cahaya dan L

yang ketebalan lapisan yang diteliti melalui pyrometer. Pyrometer optikal yang

hanya layar merah mampu digunakan dalam koneksi dengan grafik 10 dan lapisan

temperatur jika nilainya tidak diketahui.

Dalam pengukuran seperti ini kepedulian harus dipelihara, sehingga

pyrometer optikal tidak dinilai oleh apapun tetapi oleh lapisannya sendiri. Jika

lapisan dalam dimensi lebih luas digunakan basis pembacaan yang mengambil

lapisan terendah, maka kekuatan penyerapan KL diartikan dari grafik 10, dimana

dapat dibaca oleh rasio L2 / L, sebelum grafik 11 diartikan dari jumlah emisivitas

lapisan luminous. Dimana L2 diartikan sebagai ketebalan efektif dari lapisan yang

emisivitasnya diperkirakan dibawah pyrometer. Dan L dalam persamaan sebagai

ketebalan efektif yang pengukurannya lebih diutamakan, dengan luasnya

pembakaran pasti memiliki lapisan luminous yang tinggi, sehingga menjadi yang

mendekati satuan emisivitas.