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
4.2.3 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 = 0,46 kkalkg°C
Universitas Sumatera Utara
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 diding 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
4.2.4 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 :
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
= 0,46 kkalkg°C d
t
= perubahan suhu = 755 - 27
= 728°C Maka :
Q
4
= 25,065 kg. 0,46 kkalkg°C . 728°C = 8393,7672 kkal
= 35253,822 kJ
4.2.5 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
= 24888,15 + 597534.142 + 768626 + 35253,822 kJ = 39108797.142 kJ
Universitas Sumatera Utara
4.2.6 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.
Perpindahan panas meliputi : a
perpindahan panas secara konduksi dari dinding bata sebelah dalam ke dinding batu tahan api sebelah luar.
b Perpindahan panas secara konduksi dari dinding plat sebelah dalam ke
dinding plat sebelah luar. c
Perpindahan panas secara konveksi dari dinding plat sebelah luar ke udara bebas.
Gambar 4.2. Perpindahan panas secara konduksi dan konveksi
Universitas Sumatera Utara
Maka besar perpindahan kalor yang terjadi pada dinding dapur adalah: Q
1
= U × A
× Δ
t
…….….lit 5 hal 585 Dimana :
U = koefisien perpindahan panas total Wm
2
°C A
= luas permukaan dinding luar dapur m
2
Δ
t
= selisih temperature udara ruang bakar dengan lingkungan = 755 – 27
= 728°C Koefisien perpindahan kalor total U
dapat dicari dengan rumus
U =
…….………..lit 5 hal 585
Dimana : T
a
= temperature ruang bakar = 755°C
T
1
= temperature ruang bakar = 27°C
r
3
= jari-jari dalam bata = 0,25 m
r
4
= jari-jari luar bata = 0,45 m
r
5
= jari-jari luar dinding = 0,45 m + 0,0025 m
Universitas Sumatera Utara
= 0,4525 m k
b
= konduktivitas thermal …….….lit 5 hal 584
= 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
Universitas Sumatera Utara
= 1666 . 10
-5
m
2
s 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
U =
= 1,5307 Wm
2
°C Dengan demikian :
q1 = U . 2 . r
5
. L . dt = 1,5307Wm
2
°C.2 .0,4525m.728°C
= 1267,375 W = 4562,552 kJjam
4.2.7 Panas yang terbuang melalui lubang cawan pelebur q
