Plat akan mengalami perubahan suhu dari 27°C sampai ke 620°C, maka besarnya perubahan suhu yang terjadi adalah :
dt= 620-27 = 593°C
Sehingga dari persamaan 3 didapat: Q
penutup
= 22.95 kg. 0,46 kkalkg°C. 593°C = 1565,047972 kkal
= 6551,29 KJ
4.3 Panas yang Terbuang Melalui Plat Penutup Atas
Laju aliran panas yang terbuang harus diperkecil semaksimal mungkin, cara memperkecil laju aliran yang besar adalah dengan memakai alat penutup plat
atas, dengan adanya plat penutup atas akan meminimlakan panas yang terbuang melalui bagian atas dapur. Proses perpindahan panas adalah secara konduksi dan
konveksi. Perpindahan panas meliputi :
a perpindahan panas secara konduksi dari ruang bakar ke plat
penutup atas bagian dalam b
Perpindahan panas secara konduksi dari dinding plat penutup atas sebelah dalam ke bagian plat penutup atas sebelah luar.
Universitas Sumatera Utara
c Perpindahan panas secara konveksi dari dinding plat penutup atas
sebelah luar ke udara bebas.
Gambar 4.1. Perpindahan panas secara konduksi dan konveksi
Panas yang keluar melalui plat penutup atas akan keluar secara konduksi melalui plat dan keluar secara konveksi ke udara bebas. Besarnya laju aliran panas
yang keluar melalui plat ini dapat dihitung dengan rumus: q
= U
0.
A.dt …………………..5 Dimana:
A = luas bidang aliran kalor
= ¼ π d
2
d = diameter dalam jaket =0,5 m
Universitas Sumatera Utara
= ¼ π 0,5
2
= 0, 19625 m
2
dt = perubahan suhu ruang bakar dengan suhu kamar = 755 - 27
= 728°C U
= koefisien perpindahan kalor menyeluruh U
dapat dicari dengan rumus U
=
2 1
1 1
1 h
k x
h +
∆ +
Dimana: Δx = tebal plat penutup atas
= 0,003m h
1
= koefisien konveksi udara dalam ruang bakar h
1
dapat dicari dengan rumus h
1
= k.Nu
d
d ……………………………
Holman1986:26
h
2
= koefisien konveksi udara bebas h
2
= 1,32dtD
14
dimana : k = konduktivitas thermal udara
Nu
d
= Bilangan Nusselt
Universitas Sumatera Utara
Sifat udara pada suhu 755
o
C atau 1028 K dari literature 5 hal 589 dapat diketahui antara lain:
ρ = 0,338 kgm
3
α = 1,754 x 10
-4
m
2
detik μ = 4,251 x 10
-5
kgm.s k = 0,0701 Wm
o
C p
r
= 0,703 untuk mencari bilangan Nusselt dapat dicari dengan rumus :
Nu
dh
= 0,023 [ 1+ Dh 1
0.7
] Redh
0,8
.p
r 0,33
…………
Holman1986:283
Dimana : Re
dh
= ρ.v.Dh μ
Karena v = 5m detik ditentukan Maka:
Re
dh
=
5
10 .
25 ,
4 5
, 5
. 388
,
−
= 22823,52 Sehingga alirannya adalah turbulen
Nu
dh
= 0,023 [ 1 + 0,5 1
0,7
].[22823,52]
0,8
.[0,703]
0,33
= 101,446 Maka:
Universitas Sumatera Utara
h
1
= 0.0701 x 101,446 = 7,112 W m
o
C A = Luas permukaan plat penutup atas
= π 4 d
2
d = diameter dalam jaket = π 4. 0,5
2
= 0,19625 m
2
dt = perbedaan suhu plat penutup atas dengan udara bebas dt = 550 – 27
= 523
o
C D = diameter plat penutup atas
= 0,9 m Maka, h
2
= 1,325230,9
14
= 6,481 Wm
o
C didapat :
U =
841 ,
6 1
43 003
, 112
, 7
1 1
+ +
U = 3,3898 Wm
2 o
C sehingga berdasarkan persamaan 5 didapat:
q = U
0.
A.dt
Universitas Sumatera Utara
q = 3,3898 Wm
2 o
C x 0,19625 m
2
x 523
o
C = 347,92 W
= 1252,512 KJjam Banyaknya laju aliran kalor yang terbuang melalui plat penutup atas ini adalah :
q = 1252,512 KJjam
4.4 Hasil Analisa
