51
BAB IV ANALISA DATA
4.1. DATA HASIL PERANCANGAN
Data - data yang dibutuhkan dalam melakukan perancangan dan perhitungan alat ini dilakukan di laboratorium foundry FAKULTAS TEKNIK
USU, Perancangan dilakukan mulai pada april 2014.
Adapun lama perancangan adalah sebagai berikut: Pengerjaan reaktor bagian luar mulai dari pengerolan sampai pengelasan
bagian bawah kurang lebih dibutuhkan waktu selama 1 minggu6 hari hari minggu tidak diperhitungkan.
Pengerjaan reaktor bagian dalam mulai dari pengerolan sampai pengelasan pipa kurang lebih dibutuhkan waktu selama 1 minggu6 hari hari minggu tidak
diperhitungkan. Perakitan pipa pipa saluran dan dari reaktor, rumah filter sampai keblower
dibutuhkan waktu sekitar 4 hari. Perakitan drum pengering mulai dari pelubangan, pembentukan kerucut bawah,
pengelasan pemasangan pipa saluran masuk di butuhkan waktu sekitar 1 minggu6hari hari minggu tidak diperhitungkan.
Pemasangan bahan pelapis seperti rockwool dan plat alumunium dibutuhkan waktu sekitar 2 hari.
Finishing pengecatan dibutuhkan waktu sekitar 1 hari. Jadi total lama pengerjaan sekitar 25 hari.
Universitas Sumatera Utara
52
4.2. Menghitung laju pindahan panas 1. Pada alat pengering gabah
Menhitung qr yang terjadi pada alat pengering gabah menggunakan rumus: q
r
= ∆
1 ℎ
1
2 �
1
+
2 1
2 �
+ 1
ℎ
2
2 �
2
+
3 2
2 �
+ ln
4 3
2 �
+ ln
5 4
2 �
+ 1
ℎ
5
2 �
5
Dimana : r : diameter [ m ]
∆ : suhu [ K ] K untuk plat besi
= 14,9 .
� diasumsikan stainless steels
AISI 304 K untuk glasswool
= 0.046 .
� K untuk plat aluminium
= 177 .
� disumsikan alumunium
alloy 2024-T6
Tabel 4.1 Perhitungan h
1
untuk q
r1
dari tabel lampiran 2 Temp. K
Wm.K 800
57,3 813
x 850
59,6 Untuk mencari nilai h
1
untuk q
r1
berdasarkan tabel lampiran 2 maka dilakukan interpolasi
Mencari nilai x : 800
− 813 800
− 850 =
57,3 −
57,3 − 59,6
−13 −50
= 57,3
− −2,3
0,26 = 57,3
− x −2,3
x = 57,898 h
1
= 57,898 Wm.K
Universitas Sumatera Utara
53
Tabel 4.2 Perhitungan h
2
untuk q
r1
dari tabel lampiran 2 Temp. K
Wm.K 350
30,0 368
X 400
33,8 Untuk mencari nilai h
2
untuk q
r1
berdasarkan tabel lampiran 2 maka dilakukan interpolasi
Mencari nilai x : 350
− 368 350
− 400 =
30,0 −
30,0 − 33,8
−18 −50
= 30,0
− −3,8
0,36 = 57,3
− x −2,3
x = 31,368 h
2
= 31,368 Wm.K Tabel 4.3 Perhitungan h
5
untuk q
r1
dari tabel lampiran 2 Temp. K
Wm.K 300
26,3 307
X 350
30,0 Untuk mencari nilai h
5
untuk q
r1
berdasarkan tabel lampiran 2 maka dilakukan interpolasi
Mencari nilai x : 300
− 307 300
− 350 =
26,3 −
26,3 − 30,0
−7 −50
= 26,3
− −3,7
0,14 = 26,3
− x −3,7
x = 26,818 h
5
= 26,818 Wm.K
Universitas Sumatera Utara
54
q
r
= 813
− 307 � 1
57,89 2 �0,15 0.8
+ 0,152
0,15 2
�14,9 0,8 +
1 33,68 2
�0,165 1 +
0,203 0,152
2 �14,9 1
+ ln 0,228 0,203
2 �0,046 1
+ ln 0,285 0,228
2 �177 1
+ 1
26,73 2 �0,285 1
q
r
= 506
1 43,648
+ 0,013
74,896 +
1 34,917
+ 0,289
93,619 +
0,116 0,280
+ 0,223
1.112,124 +
1 47,866
q
r
= 506
0,023 + 1,736 10
−4
+ 0,029 + 3,087 10
−3
+ 0,414 + 2,005 10
−4
+ 0,021 q
r
= 506
0,482 q
r
= 1.048,37 ………………….. q
r1
2. Menghitung laju pindahan panas pada pipa
Pipa dari mesin gasifikasi kerumah filter Pipa yang digunakan berukuran 1
½” dengan panjang 38 cm = 0.38m setebal 1 mm = 0.001 m, dilapisi glasswool setebal 2,5 cm = 0,025 m di balut
plat alumunium setebal 0,5mm = 0,0005 m
Gambar 4.1 Lapisan Pipa dari mesin gasifikasi kerumah filter r1
r2 r3
r4
Universitas Sumatera Utara
55
Tabel 4.4 Perhitungan h
1
untuk q
r2
dari tabel lampiran 2 Temp. K
Wm.K 350
30,0 368
X 400
33,8 Untuk mencari nilai h
1
untuk q
r2
berdasarkan tabel lampiran 2 maka dilakukan interpolasi
Mencari nilai x : 350
− 368 350
− 400 =
30,0 −
30,0 − 33,8
−18 −50
= 30,0
− −3,8
0,36 = 57,3
− x −2,3
x = 31,368 h
1
= 31,368 Wm.K Tabel 4.5 Perhitungan h
4
untuk q
r2
dari tabel lampiran 2 Temp. K
Wm.K 300
26,3 307
X 350
30,0 Untuk mencari nilai h
4
untuk q
r2
berdasarkan tabel lampiran 2 maka dilakukan interpolasi
Mencari nilai x : 300
− 307 300
− 350 =
26,3 −
26,3 − 30,0
−7 −50
= 26,3
− −3,7
0,14 = 26,3
− x −3,7
x = 26,818 h
4
= 26,818 Wm.K
Universitas Sumatera Utara
56
q
r
= ∆
1 ℎ
1
2 �
1
+
2 1
2 �
+
3 2
2 �
+ ln
4 3
2 �
+ 1
ℎ
4
2 �
4
q
r
= 368
− 307 � 1
31,368 2 �0,018 0.38
+ 0,019
0,018 2
�14,9 0,38 +
ln 0,044 0,019 2
�0,046 0,38 +
ln 0,0445 0,044 2
�177 0,38 +
1 26,72 2
�0,0445 0.38 q
r
= 61
1 1,348
+ 0,054
35,575 +
0,839 0,110
+ 0,011
422,607 +
1 2,839
q
r
= 61
0,742 + 1,521 10
−3
+ 7,650 + 2,675 10
−5
+ 0,351
q
r
= 61
8,745 q
r
= 6,976 ……………………….. q
r2
Rumah filter Rumah filter berbentuk silinder dengan ukuran diameter 13 cm =
0,13 m dan tinggi 20 cm = 0,2 m dan tebal 2 mm = 0,002 m, dengan bahan besi dan dilapisi oleh glasswollrockwoll dengan tebal 2,5 cm = 0,025 m, dan di
tutup dengan plat alumunium setebal 0,5 mm = 0,0005 m.
Gambar 4.2 Lapisan Rumah Filter r1
r2 r3
r4
Universitas Sumatera Utara
57
Tabel 4.6 Perhitungan h
1
untuk q
r3
dari tabel lampiran 2 Temp. K
Wm.K 350
30,0 368
X 400
33,8 Untuk mencari nilai h
1
untuk q
r3
berdasarkan tabel lampiran 2 maka dilakukan interpolasi
Mencari nilai x : 350
− 368 350
− 400 =
30,0 −
30,0 − 33,8
−18 −50
= 30,0
− −3,8
0,36 = 57,3
− x −2,3
x = 31,368 h
1
= 31,368 Wm.K Tabel 4.7 Perhitungan h
4
untuk q
r3
dari tabel lampiran 2 Temp. K
Wm.K 300
26,3 307
X 350
30,0 Untuk mencari nilai h
4
untuk q
r3
berdasarkan tabel lampiran 2 maka dilakukan interpolasi
Mencari nilai x : 300
− 307 300
− 350 =
26,3 −
26,3 − 30,0
−7 −50
= 26,3
− −3,7
0,14 = 26,3
− x −3,7
x = 26,818 h
4
= 26,818 Wm.K
Universitas Sumatera Utara
58
q
r
= ∆
1 ℎ
1
2 �
1
+
2 1
2 �
+
3 2
2 �
+ ln
4 3
2 �
+ 1
ℎ
4
2 �
4
q
r
= 368
− 307 � 1
31,368 2 �0,061 0,2
+ 0,065
0,061 2
�14,9 0,2 +
ln 0,09 0,061 2
�0,046 0,2 +
ln 0,091 0,09 2
�177 0,2 +
1 26,72 2
�0,091 0.2 q
r
= 61
1 2,405
+ 0,064
18,724 +
0,389 0,058
+ 0,011
222,425 +
1 3,056
q
r
= 61
0,416 + 3,394 10
−3
+ 5,632 + 4,970 10
−5
+ 0,326 q
r
= 61
6,378 q
r
= 9,564 …………………………. qr
3
Pipa dari rumah filter ke blower Pipa yang digunakan berukuran 1
½” dengan panjang 128 cm = 1.28m setebal 1 mm = 0.001 m, dilapisi glasswool setebal 2,5 cm = 0,025 m dan di
tutup dengan plat alumunium setebal 0,5 mm = 0,0005 m.
Gambar 4.3 Lapisan Pipa dari rumah filter ke blower r1
r2 r3
r4
Universitas Sumatera Utara
59
Tabel 4.8 Perhitungan h
1
untuk q
r4
dari tabel lampiran 2 Temp. K
Wm.K 350
30,0 368
X 400
33,8 Untuk mencari nilai h
1
untuk q
r4
berdasarkan tabel lampiran 2 maka dilakukan interpolasi
Mencari nilai x : 350
− 368 350
− 400 =
30,0 −
30,0 − 33,8
−18 −50
= 30,0
− −3,8
0,36 = 57,3
− x −2,3
x = 31,368 h
1
= 31,368 Wm.K Tabel 4.9 Perhitungan h
4
untuk q
r4
dari tabel lampiran 2 Temp. K
Wm.K 300
26,3 307
X 350
30,0 Untuk mencari nilai h
4
untuk q
r4
berdasarkan tabel lampiran 2 maka dilakukan interpolasi
Mencari nilai x : 300
− 307 300
− 350 =
26,3 −
26,3 − 30,0
−7 −50
= 26,3
− −3,7
0,14 = 26,3
− x −3,7
x = 26,818 h
4
= 26,818 Wm.K
Universitas Sumatera Utara
60
q
r
= ∆
1 ℎ
1
2 �
1
+
2 1
2 �
+
3 2
2 �
+ ln
4 3
2 �
+ 1
ℎ
4
2 �
4
q
r
= 368
− 307 � 1
31,368 2 �0,018 1,28
+ 0,019
0,018 2
�14,9 1,28 +
ln 0,044 0,019 2
�0,046 1,28 +
ln 0,0445 0,044 2
�177 1,28 +
1 26,72 2
�0,0445 1,28 q
r
= 61
1 4,541
+ 0,054
119,833 +
0,839 0,369
+ 0,011
1.423,518 +
1 9,563
q
r
= 61
0,220 + 4,514 10
−4
+ 2,271 + 7,942 10
−6
+ 0,104 q
r
= 61
2,596 q
r
= 23,497 ……………………….. qr
4
Pipa dari blower ke drum Pipa yang digunakan berukuran 1
½” dengan panjang 223 cm = 2,23 m setebal 1 mm = 0.001 m, dilapisi glasswool setebal 2,5 cm = 0,025 m dan di
tutup dengan plat alumunium setebal 0,5 mm = 0,0005 m.
Gambar 4.4 Lapisan Pipa dari blower ke drum r1
r2 r3
r4
Universitas Sumatera Utara
61
Tabel 4.10 Perhitungan h
1
untuk q
r5
dari tabel lampiran 2 Temp. K
Wm.K 350
30,0 368
X 400
33,8 Untuk mencari nilai h
1
untuk q
r5
berdasarkan tabel lampiran 2 maka dilakukan interpolasi
Mencari nilai x : 350
− 368 350
− 400 =
30,0 −
30,0 − 33,8
−18 −50
= 30,0
− −3,8
0,36 = 57,3
− x −2,3
x = 31,368 h
1
= 31,368 Wm.K Tabel 4.11 Perhitungan h
4
untuk q
r5
dari tabel lampiran 2 Temp. K
Wm.K 300
26,3 307
X 350
30,0 Untuk mencari nilai h
4
untuk q
r5
berdasarkan tabel lampiran 2 maka dilakukan interpolasi
Mencari nilai x : 300
− 307 300
− 350 =
26,3 −
26,3 − 30,0
−7 −50
= 26,3
− −3,7
0,14 = 26,3
− x −3,7
x = 26,818 h
4
= 26,818 Wm.K
Universitas Sumatera Utara
62
q
r
= ∆
1 ℎ
1
2 �
1
+
2 1
2 �
+
3 2
2 �
+ ln
4 3
2 �
+ 1
ℎ
4
2 �
4
q
r
= 368
− 307 � 1
31,368 2 �0,018 2,23
+ 0,019
0,018 2
�14,9 2,23 +
ln 0,044 0,019 2
�0,046 2,23 +
ln 0,0445 0,044 2
�177 2,23 +
1 26,72 2
�0,0445 2,23 q
r
= 61
1 7,911
+ 0,054
208,771 +
0,839 0,645
+ 0,011
2.480,036 +
1 16,660
q
r
= 61
0,126 + 2,591 10
−4
+ 1,304 + 4,559 10
−6
+ 0,060 q
r
= 61
1,490 q
r
= 40,936 ………………………qr
5
q
r total
= q
r1
+ q
r2
+ q
r3
+ q
r4
+ q
r5
= 1.048,370 + 6,976 + 9,564 + 23,497 + 40,936 = 1.129,343
Universitas Sumatera Utara
63
4.3. Panas yang digunakan untuk menaikkan suhu produk Q
1
= m
o
. C
pd
. T
R
– T
B
D.H Bacon dan R.C.Sthepencus,1982
Dimana : Q
1
: Panas yang digunakan untuk menaikan suhu produk [kJ] M
: Massa produk awal [Kg] T
R
: suhu ruang pengering T
B
: suhu awal gabah C
pd
: panas jenis produk [ kJKg
o
C ] Diketahui :
M : 10 Kg
T
R
: 95
O
C T
B
: 34
O
C Nilai cp untuk gabah didapat
dari tabel Specific Heat of the Dry Mass of
Agricultural Seeds .
Tabel 4.12 Nilai cp untuk berbagai jenis bijian
Sumber:
www.sribd.com
Universitas Sumatera Utara
64
Q
1
= m
o
. C
pd
. T
R
- T
B
= 10 Kg x 1,637 kJKg.K x 368 – 307 K
= 998,57 kJ
4.4. Panas yang digunakan untuk menguapkan suhu produk Q
2
= m
u .
h
fg
D.H bacon dan R.C.sthepencus, 1982 Dimana :
m
u
= massa air yang diuapkan h
fg
= panas laten penguapan produk pada suhu produk [ 2258 kJKg ] ……..tabel saturated steam
Q
2
= 1,469 x 2258 = 3317 kJ tanpa menggunakan blower Q
2
= 1,395 x 2258 = 3149,9 kJ menggunakan blower
4.5. Besarnya energi listrik yang digunakan
Kategori