78 Lampiran 2 lanjutan
Nilai h dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut :
h = Nu k D
h = [30.47302.76 x10
-2
] 0.4 = 2.1059 Wm
2
K c.
Menghitung nilai q Menurut McCabe 1999. nilai q dapat dicari dengan persamaan sebagai
berikut :
q = h A ∆T
A = {[ 3.14 x 40.4m20.06 m2]+ [3.14 x 0.4 m0.06 m]}
= 0.15072 m
2
q = 2.1095 Wm
2
K0.15072 m
2
34.3 K
= 11.16467 W = 11.16467 Jdet3600 det9 jam
= 361 735.4 J = 0.3617 MJ
Dengan cara perhitungan yang sama rata-rata kehilangan energi melaui tutup ketel suling setiap jam pada berbagai perlakuan di dapat :
Kehilangan Energi MJ Jam ke-
Total Laju alir uap air
ljamkg bahan 1
2 3
4 5
6 7
8 9
Laju alir uap air konstan : 1
0.039 0.039
0.038 0.037
0.038 0.039
0.039 0.039
0.038 0.346
1.5 0.035
0.035 0.035
0.039 0.039
0.039 0.040
0.040 0.034
0.335 2
0.032 0.032
0.033 0.043
0.036 0.040
0.042 0.043
0.045 0.346
Laju alir uap air bertahap : 1.1.5.2
0.038 0.038
0.038 0.042
0.041 0.041
0.044 0.044
0.045 0.373
c. Kehilangan panas melalui dasar ketel suling
Penyulingan akar wangi kapasitas 3 kg. kepadatan = 0.09 kgl pada peningkatan tekanan secara bertahap dengan laju alir 1 ljamkg bahan.
a. Data :
Diameter pipa = 40 cm = 0.4 m
79 Lampiran 2 lanjutan
Suhu tutup bawah ketel rata-rata = 54.0
o
C Suhu udara lingkungan rata – rata =27.0
o
C b.
Mencari nilai h
Menurut McCabe 1999. nilai Pr suhu Tf = 313.49 K adalah 0.705
Gr = 110.239 x 10
6
0.4
3
27.0
o
K = 190.3161 x 10
6
= 1.9032 x 10
8
GrPr = 1.9032x 10
8
0.705 = 1.3410 x 10
8
Menurut McCabe 1999. bila nilai 3x10
5
GrPr 10
10
maka :
Nu = 0.27GrPr
14
Nu = 0.27 [1.3410 x 10
8
0.705]
14
= 29.0551 Nilai h dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut :
h = Nu k D
h = [29.05512.728 x10
-2
] 0.4 = 1.9817 Wm
2
K c.
Menghitung nilai q Menurut McCabe 1999. nilai q dapat dicari dengan persamaan sebagai
berikut :
q = h A ∆T
A = {[ 3.14 40.4m20.17 m2]+ [3.14 0.4 m0.17m]} = 0.42704 m
2
q = 1.9817 Wm
2
K0.42704 m
2
27.0 K
= 22.82815 W = 22.82815 Jdet3600 det9 jam
= 739 632.1 J = 0.7396 MJ
[ ]
705 .
Pr 49
, 313
273 2
. 27
, 54
= Κ
= +
+ =
o
Tf
80 Lampiran 2 lanjutan
Dengan cara perhitungan yang sama rata-rata kehilangan energi melaui dasar ketel suling setiap jam pada berbagai perlakuan di dapat :
Kehilangan Energi MJ Jam ke-
Total Laju alir uap air
ljamkg bahan 1
2 3
4 5
6 7
8 9
Laju alir uap air konstan : 1
0.073 0.074 0.076 0.062 0.062 0.083 0.091 0.094 0.095 0.709
1.5 0.073
0.077 0.076 0.074 0.076 0.079 0.081 0.084 0.100 0.720 2
0.073 0.078 0.078 0.071 0.066 0.083 0.092 0.094 0.096 0.732
Laju alir uap air bertahap : 1.1.5.2
0.080 0.078 0.080 0.080 0.082 0.083 0.084 0.086 0.089 0.741
d. Kehilangan panas melalui dinding ketel
Dinding ketel suling tanpa isolator
Penyulingan akar wangi kapasitas 3 kg. kepadatan = 0.09 kgl pada peningkatan tekanan secara bertahap dengan laju alir 1 ljamkg bahan.
a. Data :
Diameter ketel = 40 cm = 0.4 m, L= 0.18 m Suhu dinding luar rata-rata = 105.5
o
C Suhu udara lingkungan rata – rata =27.0
o
C b.
Mencari nilai h
Menurut McCabe 1999, nilai Pr suhu Tf = 339.27 K adalah 0.699
Gr = 75.889 x 10
6
x 0.4
3
78.54 K
= 3.0516 x 10
6
GrPr = 3.0516 x 10
6
0.699 = 2.1335 x 10
6
Menurut McCabe 1999 bila nilai 3x10
5
GrPr 10
10
maka :
Nu = 0.59 x GrPr
14
Nu = 0.59 [0.6993.0516 x 10
6
]
14
= 22.5490 Lampiran 2 lanjutan
[ ]
699 .
Pr 27
. 339
273 2
. 27
5 .
105 =
Κ =
+ +
= o
Tf
81 Nilai h dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut :
h = Nu k D
h = [22.54902.923 x10
-2
] 0.4 = 8.238 Wm
2
K c.
Menghitung nilai q Menurut McCabe 1999, nilai q dapat dicari dengan persamaan sebagai
berikut :
q = h A ∆T
A = 3.140.18 m0.4 m = 0.2261 m
2
q = 8.238 Wm
2
K x 0.2261 m
2
x 78.54 C
= 146.2309 W = 146.2309 Jdet3600 det9 jam
= 473.7882 kJ = 4.738 MJ
Dengan cara perhitungan yang sama rata-rata kehilangan energi melaui dinding ketel suling tanpa isolator setiap jam pada berbagai perlakuan di dapat :
Kehilangan Energi MJ Jam ke-
Total Laju alir uap air
ljamkg bahan 1
2 3
4 5
6 7
8 9
Laju alir uap air konstan : 1
0.228 0.229
0.228 0.229 0.233 0.236 0.237 0.234 0.236
2.091 1.5
0.217 0.218
0.224 0.225 0.223 0.228 0.235 0.234 0.245
2.049 2
0.209 0.218
0.223 0.220 0.228 0.248 0.254 0.259 0.274
2.134 Laju alir uap air bertahap :
1.1.5.2 0.231
0.233 0.233
0.237 0.235 0.235 0.238 0.244 0.247 2.134
Dinding ketel suling yang Diisolator
Penyulingan akar wangi kapasitas 3 kg, kepadatan = 0.09 kgl pada penyulingan dengan tekanan bertahap dan laju alir uap air 1 ljamkg bahan.
a. Data :
Diameter ketel = 44 cm = 0.44 m, L= 60 cm = 0.60 m
82 Lampiran 2 lanjutan
Suhu dinding luar rata-rata = 38.6
o
C Suhu udara lingkungan rata – rata = 27.0
o
C b.
Mencari nilai h
Menurut McCabe 1999, nilai Pr suhu Tf = 305.79 K adalah 0.707
Gr = 123.065 x 10
6
0.6
3
11.57 K
= 488.320 x 10
6
= 4.883 x 10
8
GrPr = 4.883 x 10
8
0.707 = 3.450 x 10
8
Menurut McCabe 1999 bila nilai 3x10
5
GrPr 10
9
maka :
Nu = 0.59 GrPr
14
Nu = 0.59 3.450 x 10
8 14
= 80.411 Nilai h dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut :
h = Nu k D
h = [80.4112.669 x10
-2
] 0.44 = 3.066 Wm
2
K c.
Menghitung nilai q Menurut McCabe 1999, nilai q dapat dicari dengan persamaan sebagai
berikut :
q = h A ∆T A = 3.140.60 m0.44 m = 0.829 m
2
q = 3.066 Wm
2
K0.829 m
2
11.57 K
= 34.299 W = 34.299 Jdet3600 det9 jam
= 1 111.271 kJ = 1.111 MJ
Kehilangan panas keseluruhan dinding ketel suling adalah :
q = 4.748 MJ + 1.111 MJ = 5.859 MJ
[ ]
707 .
Pr 79
. 305
273 2
. 27
6 .
38 =
Κ =
+ +
= o
Tf
83 Lampiran 2 lanjutan
Dengan cara yang sama perhitungan kehilangan energi pada dinding ketel suling yang diisolator setiap jam pada berbagai perlakuan di dapat :
Kehilangan Energi MJ Jam ke-
Total Laju alir uap air
ljamkg bahan 1
2 3
4 5
6 7
8 9
Laju alir uap air konstan : 1
0.113 0.115 0.122 0.088 0.098 0.099 0.109 0.120 0.122 0.985
1.5 0.097
0.095 0.100 0.102 0.099 0.095 0.096 0.096 0.063 0.843 2
0.106 0.137 0.134 0.131 0.138 0.131 0.137 0.145 0.157 1.215
Laju alir uap air bertahap : 1.1.5.2
0.142 0.165 0.152 0.139 0.144 0.133 0.136 0.150 0.156 1.317
e. Kehilangan Panas melalui pipa penghubung kondensor
