Bramanta Ginting : Rancangan Dapur Pelebur Untuk Melebur Alumunium Dan Paduannya Dengan Kapasitas 30kg Untuk Keperluan Lab.Foundry, 2008.
USU Repository © 2009
pembakaran tinggi HHV yaitu jumlah energi kimia yang terdapat di dalam suatu massa bahan bakar atau volume bahan bakar. HHV ini sangat berhubungan
dengan kebutuhan akan bahan bakar. Dinyatakan dalam suatu kiloJoule kg ataupun British Thermal Units per – pound – massa. Untuk minyak tanah nilai
HHVnya adalah 45940 kJ kg. Untuk mendapatkan jumlah bahan bakar maka harus diketahui jumlah
panas yang terpakai dan yang terbuang. Saat proses peleburan, panas yang dibutuhkan meliputi :
- Kalor yang dibutuhkan untuk melebur Aluminium
- Kalor yang diserap bata
- Kalor yang diserap cawan lebur
- Kalor yang diserap dinding plat samping
- Kalor yang diserap dinding atas
- Laju aliran panas ke cawan lebur
- Laju aliran panas yang keluar melalui dinding dapur samping
- Laju aliran panas yang keluar melalui gas buang
- Laju aliran panas yang keluar melalui penutup atas
3.8.1 Kalor Untuk Melebur Aluminium Q
1
Kalor yang dibutuhkan untuk melebur Aluminium seperti : -
Q
A
yaitu kalor yang dinaikkan temperatur Aluminium padat dari 27
o
C suhu kamar hingga mencapai titik aluminium 660
o
C.
Bramanta Ginting : Rancangan Dapur Pelebur Untuk Melebur Alumunium Dan Paduannya Dengan Kapasitas 30kg Untuk Keperluan Lab.Foundry, 2008.
USU Repository © 2009
- Q yaitu kalor yang merubah fase aluminium padat mejadi cair kalor
latent pada suhu 660
o
C -
Q yaitu kalor yang menaikkan tempteratur aluminium cair dari 660
o
C ke temperatur penuangan 750
o
C. Maka kalor yang dibutuhkan adalah :
2 2
1 1
1
. .
. .
. t
Cp m
h m
t C
m Q
Q Q
Q
al al
p al
C B
A
∆ +
+ ∆
= +
+ =
Dimana ;
1 A
m = Massa aluminium yang akan dilebur
= 30 kg Cp
1
= Panas jenis aluminium padat ..............lit 5 hal 581
= 0,215 kkalkg C
t
1
= Perbedaan suhu dari titik cair aluminium dengan suhu kamar. = 660 - 27
C = 633
C h
= Panas latent Aluminium ..........................lit 6 hal 680
= 95 kkal kg Cp
2
= Panas jenis aluminium cair ..........................lit 6 hal 680
= 0,26 kkalkg C
t
2
= Perubahan suhu dari temperatur penuangan ke titik cair = 750-660
C = 90
C
Maka kalor untuk melebur Aluminium sebesar :
Bramanta Ginting : Rancangan Dapur Pelebur Untuk Melebur Alumunium Dan Paduannya Dengan Kapasitas 30kg Untuk Keperluan Lab.Foundry, 2008.
USU Repository © 2009
kJ kkal
x x
x x
x Q
73 ,
31971 85
, 7634
90 26
, 30
95 30
633 215
, 30
1
= =
+ +
=
3.8.2 Kalor yang Diserap Bata Tahan Api Q
2
Batu bata yang akan digunakan sebagai alat penyekar panas akan menyerap panas sehingga panas dari ruang bakar hanya sedikit yang akan sampai
ke dinding luar dapur. Suhu tertinggi pada dinding plat luar dapur adalah 45 C.
Tetapi tidak seluruh batu bata akan menyerap dan menerima panas. Hal ini disebabkan karena kalor yang keluar dari kompor naik ke atas kemudian karena
ada plat penutup atas sehingga laju aliran kalor tersebut tertahan. Panas sebagian akan keluar dari plat atas secara konduksi, sebagian keluar melalui lubang
pembuangan dan sebagian akan merambat keluar dinding, sehingga suhu dinding yang tertinggi adalah pada bagian atas. Pada bagian bawah dinding tidak
mengalami penambahan suhu. Suhu dan laju aliran kalor yang terjadi didapur dapat dilihat pada gambar 3.5.
Bramanta Ginting : Rancangan Dapur Pelebur Untuk Melebur Alumunium Dan Paduannya Dengan Kapasitas 30kg Untuk Keperluan Lab.Foundry, 2008.
USU Repository © 2009
q
1 2
3 4
2 3
Gambar 3.5. Suhu dan laju aliran panas yang terjadi didapur selama proses peleburan
Keterangan dari gambar 3.5. adalah : -
A adalah suhu di dalam cawan lebur yang diukur dengan menggunakan thermocouple yaitu 660
C, B adalah suhu pada plat dinding bagian atas yaitu 620
C, C adalah suhu rata-rata pada bata tahan api yaitu 36
C, D adalah suhu diruang bakar yaitu 750 C serta E
adalah suhu pada tertinggi pada plat dinding bagian samping yaitu 45
C -
q
1
adalah laju aliran kalor kje dinding samping, q
2
adalah laju aliran kalor yang melalui plat atas dan q
3
yaitu laju aliran kalor yang melalui lubang pembuangan.
Kalor yang diterima bata selama proses peleburan dapat dihitung dengan Q
2
= m
b
. Cp
3
. dt
Bramanta Ginting : Rancangan Dapur Pelebur Untuk Melebur Alumunium Dan Paduannya Dengan Kapasitas 30kg Untuk Keperluan Lab.Foundry, 2008.
USU Repository © 2009
Dimana : m
b
= Massa batu bata yang menerima panas Cp
3
= Panas jenis batu bata .........................lit 5 hal 585
= 0,84 kkalkg C
dt = Perubahan suhu di batu bata.
Suhu rata-rata bata bagian luar adalah : 27+45 2 = 36
C Suhu rata-rata bata bagian dalam adalah 620
C. Maka suhu rata-rata bata adalah :
620 + 36 2 = 328 C
Dengan demikian maka perubahan suhu dt yang terjadi adalah : 328 – 27 = 301
C
Berat bata yang menerima panas adalah : m = ¼ .
. D
1b 2
– D
db 2
. t
b
. p dimana :
D
1b
= diameter luar bata = 0,9 m
D
db
= diameter dalam bata = 0,5 m
t
b
= tinggi bata yang menerima panas = 0,4 m
= berat jenis bata = 1600 kg m
3
Bramanta Ginting : Rancangan Dapur Pelebur Untuk Melebur Alumunium Dan Paduannya Dengan Kapasitas 30kg Untuk Keperluan Lab.Foundry, 2008.
USU Repository © 2009
Maka : m
= ¼ . . 0,9
2
– 0,5
2
. 0,4 . 1600 = 281,48 kg
Sehingga banyaknya panas yang diserap bata adalah : Q
2
= 281,47 . 301 . 0,84 = 71169,40 kkal
= 298020,99 kJ
3.8.3 Panas yang Diserap Dinding Plat Luar Q
