Temperatur Dinding

2.2.2. Temperatur Dinding

Dinding ruang bakar bagian atas merupakan dinding yang menahan beban yang paling berat. Dinding bagian atas dari ruang bakar harus mampu menahan beban yang berupa panas dari gas panas hasil pembakaran, tekanan uap dan juga berat air di dalam drum. Perpindahan panas yang terjadi dari gas

hasil pembakaran ke dinding ruang bakar berlansung secara konveksi dan radiasi. Densitas gas CO 2

100 | T R T P ISBN: 978-979-95620-6-7

2 O adalah 0.02360 kg/m 3 , densitas gas N 2 adalah 0.21465 kg/m , densitas gas O

adalah 0.09984 kg/m 3 , densitas H

2 adalah 0.02938 kg/m dan densitas gas SO 2 diabaikan karena terlalu kecil, maka densitas gas buang adalah 0.3675 kg/m 3 .

2 adalah 2.7167 x 10 kg/m.det, viskositas dinamis gas N -6

Viskositas dinamis gas CO 2 adalah 2.007 x 10 -6 kg/m.det, viskositas dinamis H

2 adalah 33.504 x 10 kg/m.det dan viskositas gas O 2 adalah 1.3256 x 10 -6 kg/m.det, maka viskositas dinamis gas buang adalah 39.5513 x 10 -6 kg/m.det. Konduktivitas

panas gas CO

2 adalah 0.005829 W/m. C, konduktivitas panas gas N o

2 adalah 0.0048154 W/m.

C, konduktivitas panas H

C dan konduktivitas panas gas O 2 adalah 0.00187 W/m. o

2 adalah 0.05488 W/m.

C. Bilangan Prandtle gas CO 2 adalah 0.0746, bilangan Prandtle H 2 adalah 0.0932, bilangan Prandtle gas N 2 adalah 0.5632, bilangan Prandtle gas O 2 adalah 0.02898, maka bilangan Prandtle gas buang adalah 0.75998. Laju gas buang 0.16762 m 3 /det, diameter tungku ruang bakar rata – rata adalah 0.327 meter kerucut 30 o , maka kecepatan aliran gas rata – rata di dalam tungku adalah 2 m/det.

C, maka konduktivitas panas gas buang adalah 0.06739 W/m. o

Diameter hidrolisnya adalah 0.346 meter, panjangnya adalah 0.3 meter, bilangan Reynold (Re D ) adalah 6076. Pr D >

0.7, Re D > 100 dan D H /L < 1500,diperoleh 50.612, maka koefisien perpindahan konveksinya dapat diperoleh 9.86 W/m 2 . o K dan q c adalah 12756 Watt ≅ 12.756 kW. Konstanta gas buang adalah 0.6315 kJ/kg o

C, maka koefisien panas jenis pada volume tetap adalah 0.442 kJ/kg o C. Tekanan gas di dalam tungku ruang bakar selama operasi berlangsung adalah p g adalah 5000 Pa ≅ 0.5 atm.

Volume ruang bakar adalah 0.0282 m 3 dan luas ruang bakar adalah 0.094 m 2 , maka mean-beam- length (L e ) adalah 0.108 meter ≅ 0.3564 ft. Tekanan gas CO 2 (p c ) adalah 0.05589 atm, tekanan uap air

(p h ) adalah 0.04075 atm, p c .L e adalah 0.0199 ft atm, p h .L e adalah 0.0145 ft atm. Ratio tekanan (p h /(p c +p h ) adalah 0.422, ½(p + p h ) adalah 0.2750375 atm, (p c .L e +p h .L e ) adalah 0.0344 ft atm. Dengan demikian, emisivitas gas Co 2 ( ε c ) adalah 0.035, emisivitas uap air ( ε h ) adalah 0.07, faktor korek emisitas gas CO 2 (C c ) adalah 0.78, faktor koreksi emisivitas uap air (C h ) adalah 0.6 dan faktor koreksi gas CO 2 dan H 2 O adalah 0.005. Dengan demikian, emisivitas gas buang ( ε g ) adalah 0.0843. Ratio panjang dan jari – jari ruang bakar (L/r 1 ) adalah 1.2, ratio ruang bakar atas dan tingginya (r 2 /L) adalah0.51, maka harga faktor bentuk (F 1-2 ) adalah 0.15. Konstanta Stefan-Boltzmann ( σ ) adalah 5.669 x 10 -8 Watt/m 2 .K 4 , tekanan absolutnya (p a ) adalah 1.5 ata dan temperatur uap air (T h ) adalah 110,8 o C ≅ 383.8 o

C. Gas absorbsi gas CO 2 α ( c ) adalah 0.0893, faktor absorbsi uap air ( α h ) adalah 0.0797, maka gas absorbsi ( α g ) adalah 0.169. Jadi panas persatuan luas ruang bakar (q/A) adalah

2 ≅ 30567 Watt/m 2 30.567 kW/m .

Dengan demikian, koefisien perpindahan radiasinya adalah 42.4 W/m 2 . o K dan koefisien

2 kesulurahannya (U) adalah 58.095 Watt/m o . K. Panas dari pancaran panas radiasi dan konveksi dari gas hasil pembakaran bahan bakar ke dinding ruang bakar adalah 43.323 kW. Dengan permukaan

ruang bakar 1.02678 m 2 , maka temperatur dinding ruang bakar akibat pancaran radiasi dan konveksi dari gas panas hasil pembakaran bahan bakar adalah 837 o