transient analysis : contoh pada proses pendinginan mold

bila pada posting sebelumnya, banyak membahas mengenai masalah yang diselesaikan melalui CFD secara steady state, dalam posting kali ini kita akan membahas untuk proses fluida maupaun termal yang terikat waktu, atau dalam bahasa ilmiahnya disebut transient analisys.
contoh
contoh sederhana pemakaian metode ini adalah misalnya logam yang dipanaskan lalu dibiarkan begitu saja di ruangan terbuka, butuh waktu berapa lamakah sampai suhu logam tersebut sama dengan lingkungan? penyelesaian permasalahan tersebut adalah menggunakan metode transient analysis.
lebih luas lagi segala permasalahan engineering yang melibatkan waktu baik untuk proses thermal dan fluida dapat diselesaikan secara transient, silahkan coba googling banyak sekali permasalahan yang dapat diselesaikan dengan metode ini, mulai dari hal sederhana seperti pemanasan air secara alami oleh matahari sampai dengan proses pendinginan reaktor nuklir.
Injection Mould
berhubung dari 6 tahun lalu hingga sekarang saya berkecimpung dalam industi Injection Mould, ternyata proses analisa injeksi mold terutama proses perpindahan panas yang digunakan dapat diselesaikan dengan transient analysis, pada proses pendinginan mold, terjadi proses perpindahan panas dari material plastik yang di injeksikan kedalam cavity bersuhu sekitar 230 C, lalu didinginkan secara cepat melalui saluran cooling pada mold dengan suhu 25-80 C, hasilnya produk dikeluarkan pada suhu sekitar 40-60 C, lalu didinginkan perlahan di udara terbuka sampai suhu ruangan.
proses konduksi yang terjadi pada mould dapat ditulis dengan [1]

 dengan nilai alfa adalah

alfa adalah thermal diffusivity, setiap jenis material plastik mempunyai thermal diffusivity yang berbeda beda
sedangkan nilai dari alfa adalah rasio thermal konduktivitas (K) dengan densitas dan Spesific Heat (Cp)

Thermal diffusivity
bila spesific heat digunakan untuk mengukur energy, thermal diffusivity adalah ukuran laju energi yang dikeluarkan oleh plastik, thermal diffusivity ini akan berubah menurut waktu, untuk logam nilai thermal diffusivity lebih dari 100 kali lipat nilai plastik. meskipun thermal diffusivity terpengaruh pada thermal konduktivitas, spesific heat pada tekanan konstan dan densitas yang berubah menurut suhu, namun nilai thermal diffusivity untuk plastik relatif konstan.[2]

semoga dapat menambah wawasan kita semua

refferensi
[1] Plastics Manufacturing Systems Engineering  By David O. Kazmer
[2] Plastic Product Material and Process Selection Handbook  Oleh Dominick V. Rosato,Donald V. Rosato,Matthew V. Rosato

Posted in: cfd, Thermal diffusivity