dimana : D
lb
= diameter luar bata = 0.9 m
D
db
= diameter dalam bata = 0,5 m
t
b
= tinggi dapur 0.8 m = berat jenis bata
= 1600 kgm
3
Maka : m
= . . 0,9
2
– 0,5
2
. 0,8 . 1600
= 562,668 kg Sehingga banyaknya panas yang diserap batu bata adalah :
Q
2
= 562,668. 301 . 0,84 = 71135,016 kkal
= 597534.142 kJ
4.8.3 Panas Yang Diserap Dinding Plat Luar Q
3
Bidang yang mengalami perubahan suhu pada bidang dinding luar ini sama dengan yang dialami batu tahan api.
Maka besarnya kalor yang diserap oleh dinding plat luar adalah: Q
3
= m
pl
. C
P4
. d
t
Dimana : m
pl
= massa plat luar C
p4
= panas jenis plat luar
Universitas Sumatera Utara
= 0,46 kkalkg°C d
t
= perubahan suhu plat massa plat yang mengalami perubahan suhu adalah :
m = π . D
p
. t
p
. d
p
. dimana :
D
p
= diameter luar = 0,9025 m
d
p
= ketebalan dinding plat = 0,0025 m
t
p =
tinggi dapur 0.8 = berat jenis dinding plat
…….….lit 5 hal 581 = 7833 kgm
3
Maka : m
= π . 0,90250 . 0,8 . 0,0025 . 7833 = 443950 kg
Suhu pada plat yang tertinggi adalah 45°C, Maka suhu rata-rata yang dialami dinding plat adalah :
45 + 27 2 = 36°C Maka perubahan suhu d
t
yang terjadi adalah : 36 – 27
= 9°C Maka : Q
3
= 443950 kg . 0,46 kkal kg°C . 9°C = 91,895 kkal
= 768626 kJ
Universitas Sumatera Utara
4.8.4 Panas yang Diserap Cawan Lebur Q
4
Cawan lebur adalah bagian yang paling besar mengalami perubahan suhu. Besarnya kalor yang diserap cawan lebur ini adalah sama dengan panas yang
dihasilkan oleh bahan bakar, yaitu: Q
4
= m
cl
. C
P5
. d
t
Dimana :M
cl
= massa cawan lebur = 25,065 kg
C
P5
= panas jenis cawan lebur ……...….lit 5 hal 585
= 0,84 kkalkg°C d
t
= perubahan suhu = 755 - 27
= 728°C Maka :
Q
4
= 25,065 kg. 0,84 kkalkg°C . 728°C = 8393,7672 kkal
= 35253,822 kJ Q
4
kalor pembakaran 35253,822 Q
1
kalor yang dibutuhkan untuk melebur alumunium 25887,75. Dapat disimpulkan bahwa kalor yang dihasilkan dapur
crucible telah memenuhi untuk melebur 50 kg paduan aluminium.
4.8.5 Kalor Total Yang Terserap Q
tot
Banyaknya kalor total adalah jumlah dari keseluruhan kalor yang terserap oleh bahan dapur yaitu :
Qtot = Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
= 25887,75+ 597534.142 + 768626 + 35253,822 kJ = 1427301,714 kJ
Universitas Sumatera Utara
4.8.6 Laju Aliran Panas ke Dinding Samping q
1
Laju aliran panas ke dinding samping harus diperkecil semaksimal mungkin, agar tidak banyak panas yang terbuang. Cara memperkecil laju aliran
yang besar adalah dengan memakai alat penyekat yang baik. Alat penyekat yang baik tergantung pada jenis penyekat dan ketebalannya. Semakin kecil
konduktivitas dan semakin besar ketebalan panas yang akan diisolasi akan semakin baik. Proses perpindahan panas adalah secara konduksi dan konveksi.
Batu tahan api
Cawan lebur
Konveksi
Konduksi Radiasi
Konduksi
Gambar 4.6. Perpindahan panas secara konduksi dan konveksi Perpindahan panas meliputi :
a perpindahan panas secara konduksi dari sumber panas ke dinding
bata. b
Perpindahan panas secara konduksi dari dinding bata ke plat baja. c
Perpindahan panas secara radiasi dari dinding plat ke udara bebas.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.7. Gambar dinding dapur Maka besar perpindahan kalor yang terjadi pada dinding dapur adalah:
q =
Dimana : T
1
= temperature ruang bakar = 755°C
T
2
= temperature luar ruang bakar = 27°C
r
1
= jari-jari dalam batu = 0,25 m
r
2
= jari-jari luar batu = 0,45 m
r
3
= jari-jari luar dinding = 0,45 m + 0,0025 m
= 0,4525 m L = 0,8 m
k
b
= konduktivitas thermal ……………..…lit 5 hal 584
Universitas Sumatera Utara
= 0,69 Wm°C k
p
= konduktivitas thermal dinding plat baja ..lit 5 hal 581
= 54 Wm°C h
= koefisien perpindahan panas konveksi
koefisien perpindahan panas konveksi dapat dicari dengan rumus: h
= Nu. kd ………….…….….lit 5 hal 261
Dimana : Nu = bilangan nusselt
d = diameter silinder plat = 0,9 m + 0,05 m
= 0,905 m k
= konduktivitas thermal udara konduktivitas thermal udara bergantung pada suhu,
suhu film t
f
= t
p
+ t
I
2 = 45 + 27 2
= 36°C Maka sifat-sifat udara pada 36°C adalah:
a Koefisien suhu konduktivitas thermal β
= 1t
f
= 136°C = 1305°K
= 3,2 × 10
-3
°C b
Viskositas kinematika v = 1666 . 10
-5
m
2
s
Universitas Sumatera Utara
c Konduktivitas thermal k
= 0,02692 wm°C d
Bilangan prandal p
r
=0,70602 ………….….lit 5 hal 589
Bilangan nusselt dapat dicari dengan rumus :
Nu
12
= 0,825 + …….….lit 5 hal 303
Jika 10
-1
Gr . Pr. 10
-12
Gr . Pr = . Pr
…….….lit 5 hal 229
=
= 0,1073.10
10
Maka :
Nu
12
= 0,825 +
= 11,204 Maka bilangan nusselt : Nu = 125,536
Maka : h
= 125,536 × 0,026920,905 = 3,734 Wm°C
maka :
Universitas Sumatera Utara
q =
` =
=
q = 2388,45 W
q = 8594,42
4.8.7 Panas yang terbuang melalui lubang cawan pelebur q
