3.5 Volume dan Massa Tiap Lapisan Tanur
Selanjutnya kita dapat mencari volume dan berat tiap lapisan yang ada pada tanur dengan menggunakan dimensi yang sudah kita peroleh sebelumnya.
3.5.1
Volume isi tanur
Gambar 3.6 Penampang dalam tanur
3 2
1 1
2 2
2
27 ,
4 62
, 2
67 ,
5 25
, 12
794 ,
12 2
2 .
2 2
12
m V
r r
r r
H V
t t
t
= +
+ =
+ +
= π
π
3.5.2 Lapisan A Lapisan Lining
Gambar 3.7 potongan Lapisan A
Universitas Sumatera Utara
Volume lapisan A
3 2
6 6
2 2
3 1
85 ,
3 27
, 4
49 ,
39 ,
7 36
, 19
14 ,
1 .
12 2
2 .
2 2
. 12
m V
V r
r r
r H
V
A T
A
= −
+ +
= −
+ +
= π
π
Massa Lapisan A
kg m
m m
kg V
m
A A
A A
5 ,
10793 85
, 3
. 5
, 2803
.
3 3
= =
= ρ
3.5.3 Lapisan B Batu Tahan Api
Gambar 3.8 Potongan Lapisan B Volume Lapisan B
3 7
7 4
2 4
2
92 ,
9 12
, 8
72 ,
3 73
, 10
91 ,
30 52
, 1
. 12
2 2
. 2
2 .
12
m V
V V
r r
r r
H V
A A
T B
= −
+ +
= −
− +
+ =
π π
Universitas Sumatera Utara
Massa Lapisan B
kg m
m m
kg V
m
B A
B B
19840 92
, 9
. 2000
.
3 3
= =
= ρ
3.5.4 Lapisan C Pelat Baja
Gambar 3.9 Potongan Lapisan C Volume lapisan C
3 2
8 8
5 2
5 3
12 ,
04 ,
18 95
, 1
02 ,
11 8
, 31
55 ,
1 .
12 2
2 .
2 2
. 12
m V
V V
V r
r r
r H
V
C B
A T
C
= −
+ +
= −
− −
+ +
= π
π
Massa Lapisan C
kg m
m m
kg V
m
C C
C C
2 ,
943 12
, .
7860 .
3 3
= =
= ρ
Universitas Sumatera Utara
3.6 Dinding dan Tutup Tanur
3.6.1 Dinding Tanur
Pada tanur bagian atas berbentuk silinder, tidak diperlukan lining, karena tidak langsung bersentuhan dengan cairan baja. Untuk melapisi dinding ini, yang
perlu diperhatikan adalah dinding yang terlalu tebal, akan mengakibatkan kalor yang keluar semakin banyak karena kontraksi dari silinder ini sudah melampui jari-jari
untuk perpindahan kalor minimum. Dengan demikian bata yang diperlukan juga semakin banyak. Bila dinding baja ini terlalu tipis, maka suhu dinding baja akan
terlalu panas., sesuai dengan sifat-sifat baja, maka suhu dinding ini harus dibawah 500
C. Dengan demikian perencanaan tebal dinding tebal silinder x
d
adalah sebesar 0,30 m sehingga jari-jari tiap lapisan dapat dihitung sebagai berikut :
r
9
= r
2
+ x
d
= 1,66 + 0,3 = 1,96 m.
r
10
= r
9
+ x
e
= 1,96 + 0,025 = 1,985 m
Gambar 3.10 Potongan lapisan Dinding Silinder Tanur
Universitas Sumatera Utara
Untuk mengetahui kalor yang dapat melalui dinding harus mengetahui dahulu koefisien konveksi pada dinding silinder dan tanur.
Permasalahan konveksi pada tanur ini adalah permasalahan konveksi alami pada silinder tegak, dinding tanur tidak mengalami beban seberat pada dasar tanur,.
Dengan cara dibawah ini didapat :
C T
C T
C T
T T
o f
o f
o w
f
508 235
30 500
2 1
2 1
= =
− =
− =
∞
Dimana : T
f
= Suhu film T
w
= temperatur luar lapisan dinding T
∞ = Temperatur luar tanur
00197 ,
508 1
1
= =
=
β β
f
T
Dari lampiran diperoleh T
= 508
o
K …………………………….V = 38,93 x 10
-6
m
2
s k
= 0,04089 wm C
Pr = 0,68
x = L = 1,73 m
Universitas Sumatera Utara
Dari daftar 7-1 halaman 304 dan rujukan gambar 7-7 halaman 305 buku perpindahan kalor kita memperoleh nilai koveksi bebas rata-rata . Dari daftar 7-1 kita
memperoleh Gr
f
Pr
f
= 10
4
– 10
9
dan kita ambil Gr
f
Pr
f
= 10
4
, sedangkan nilai C = 0,59 dan nilai m = ¼
Dari data diatas kita peroleh :
49 ,
10 10
59 ,
Pr
25 ,
4
= =
=
f m
f f
f
Nu Gr
C Nu
.........................................Lihat 5 halaman 304
dan diperoleh koefisien perpindahan kalor h
K m
W h
x k
Nu h
f
2
24 ,
73 ,
1 04089
, 49
, 10
= =
=
.........................................Lihat 5 halaman 304
3.6.2 Tutup Tanur
Gambar 3.11 Potongan Penampang Tutup Tanur Sama dengan tanur yang berbentuk silinder, suhu pelat yang diasumsikan 500
C. Tetapi permasalahan konveksi bebas pada permukaan pelat yang menghadap keatas, sehingga konveksi adalah :
Universitas Sumatera Utara
m L
r r
L
46 ,
3 97
, 3
9 ,
985 ,
1 .
2 .
9 ,
.
2 10
2 10
= =
=
π π
6 6
2 3
2 3
10 .
66 ,
7 Pr
10 .
93 ,
38 68
, 46
, 3
. 30
500 10
. 96
, 1
. 81
, 9
Pr .
Pr
= −
= −
=
− −
∞
Gr V
L T
T g
Gr
w
β
karena nilai GrPr 2.10
8
maka kita menggunakan persamaan
63 ,
25 10
. 66
, 7
13 ,
Pr 13
,
3 1
6 3
1
= =
=
Nu Gr
Nu
sehingga koefisien perpindahan kalor konveksi tutup atas adalah:
K m
W h
L k
Nu h
. 302
, 46
, 3
04089 ,
63 ,
25
2
= =
=
3.7 Emisivitas Udara Dalam Tanur
Kategori