7/25/2019 LAPORANC

1/19

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Industri manufaktur, pemrosesan, dan produksi material sering menggunakan material

refraktori. Material refraktori dipakai sebagai material untuk melindungi produk yang

memiliki temperatur tinggi dan berada di dalam furnace, kiln, atau dapur peleburan

dari udara luar. Material refraktori dipilih karena sifatnya yang sangat baik pada

keadaan temparatur tinggi. Sifat termal material refraktori merupakan faktor penting

karena sangat menentukan bagaimana performa material refraktori tersebut saat

dipakai.

Sebagai mahasiswa teknik material, mencari sifat termal material refraktori tersebut

merupakan kemampuan yang harus dimiliki.

1.2 Tujuan

Menentukan nilai koefisien konduktivitas termal, difusivitas termal, dan kapasitas

panas spesifik dari refraktoriAlumino-Silicate.

7/25/2019 LAPORANC

2/19

7/25/2019 LAPORANC

3/19

BAB II

TEORI DASAR

Refraktori adalah material yang memiliki sifat fisik dan kimia yang dapat digunakan

pada aplikasi struktural atau bagian dari sistem dengan lingkungan yang memiliki

temperatur tinggi.

Material refraktori mempunyai syarat yang harus dimiliki untuk dapat memenuhi

fungsinya. Syarat tersebut adalah :

1. ahan temperatur tinggi

!. ahan terhadap perubahan temperatur yang cepat

". ahan terhadap serangan kimia#. ahan terhadap beban abrasi

$. Merupakan isolator yang baik

%. Memiliki koefisien ekspansi panas yang rendah

Sifat Material Refraktori

Sifat ermal Refraktori

Material refraktori memiliki sifat termal sebagai faktor penting untuk menentukan

material refraktori tersebut merupakan material refraktori yang bagus atau tidak.

Sifat&sifat termal material refraktori tersebut, antara lain :

a. 'onduktivitas termal

Merupakan kemampuan suatu material untuk menghantarkan panas melalui kontak

langsung dengan atom&atom atau molekul penyusunnya, dari daerah bertemperatur

tinggi ke daerah temperatur rendah (satuan SI : )*m'+.b. ifusivitas termal

Merupakan perbandingan konduktivitas termal terhadap kapasitas panas

volumetrik (satuan SI : m!*s+c. 'apasitas panas

7/25/2019 LAPORANC

4/19

Merupakan -umlah energi yang diperlukan untuk menghasilkan peningkatan

temeperatur pada suatu material atau kapasitas panas per satuan massa per dera-at

' atau kapasitas panas per mol per dera-at ' (satuan SI : *kg'+.

d. /kspansi termal

Merupakan perubahan dimensi pada suatu material yang diakibatkan oleh adanya

oerubahan panas.

0orositas

0orositas dapat mempengaruhi konduktivitas termal suatu material. Semakin banyak

porositas yang dimiliki suatu material, konduktivitas termalnya akan. al ini ter-adi

karena la-u rambat panas pada pori lebih rendah dibandingkan dengan la-u rambat

panas pada solid. Selain itu, porositas akan meningkatkan resistivitas termal suatu

material.

0erpindahan 0anas pada Material Refraktori

'onduksi adalah perpindahan panas dengan tidak ada perpindahan partikel, ter-adi

pada material solid. 2ontoh dari konduksi panas adalah pemanasan batang logam dari

salah satu u-ungnya.

'onveksi adalah perpindahan panas dengan perpindahan partikel, ter-adi pada fluida.

2ontoh dari konveksi panas adalah perpindahan panas dari dinding tungku ke udara

luar.

Material refraktori banyak di aplikasikan diantaranya sebagai pelapis furnace, kiln,

atau dapur peleburan dan banyak sekali diaplikasikan dalam industri produksi logam

dan keramik.

BAB III

DATA PERCOBAAN

7/25/2019 LAPORANC

5/19

3.1 Data

egangan 34RI42 : !5 3olt

ambatan : ".6 7hm

4rus : $.!%"1$6 4mpere

emperatur 0ermukaan 0anas 4wal : !%.% o2

0an-ang Refraktori : !"5 mm

8ebar Refraktori : %$ mm

inggi Refraktori : 11$ mm

'alor 9 : 15$.!%"! )att

Waktut

Interval

t(menit

)T (C) T (K) y' t*y' 1/t log (t*y')

0 0 0 26.6 299.6 1.9!2 0

"#I$/0

% "&%

00.10 100.1666

62.1 00.1

1.996

0.2161

6

+0.62,

6!,

00.20 200.

2., 00.,

1.,029

0.,6,,6

+0.026

162

00.0 0 0.! 2.6 00.61.,0!

20.026

62

+0.1!2!,

69

00.,0 ,00.6666

6

2. 00.1.,09

1,

0.96

09 1.!

+0.02!1!

109

00.!0 !00.

2 01

1.,10126

1.1!10! 1.2

0.00066!1

01.00 60 1 2.1 01.11.,119

61.,119

6 10.1,922

9,

01.10 01.1666

62. 01.

1.,1,21

1.6,991

0.!1,

0.21212!

7/25/2019 LAPORANC

6/19

01.20 01.

2., 01.,

1.,1,!1

1.601 0.!

0.2!!,!!!!

01.0 90 1.! 2.6 01.61.,1!2

,2.122

60.6666

60.26921

!,

01.,0 1001.6666

62.9 01.9

1.,1!60

2.!9,6 0.6

0.291!6

01.!0 1101.

29.1 02.1

1.,1!619

2.!9!02

0.!,!,!!

0.,1,19

02.00 120 2 29. 02.1.,1!2

2.0!

6 0.!0.,!12

6!

02.10 102.1666

629.! 02.!

1.,1,!9,

.06,9!,

0.,61!

0.,6,296

02.20 1,02.

29. 02.

1.,1!66

.292

0.,2!1

0.!1292!

02.0 1!0 2.! 0 0 1.,122 .!0!0.,

0.!,6216

02.,0 1602.6666

60.1 0.1

1.,10!01

.61! 0.!

0.!!,20!1

02.!0 102.

0., 0.,

1.,0,

.99062

0.!29,1

0.6010,601

0.00 10 0.6 0.61.,061

2,.21

60.

0.62!1,

6,

0.10 190.1666

60.9 0.9

1.,0,,

,.,,,2!

0.1!9

0.6,9,9

0.20 200.

1.1 0,.1

1.,00,!9

,.6619 0.

0.6691,922!

0.0 210 .! 1. 0,. 1.916

,.9006

0.2!1,

0.691,1

0.,0 220.6666

61.! 0,.!

1.9!!,

!.10969

0.222

0.09!2!6

0.!0 20.

1.9 0,.9

1.96,6

!.2696

0.260

0.26,0,,

0,.00 2,0 , 2.1 0!.11.!,

,!.!,1

6 0.2!0.,6,

1,

0,.10 2!0,.1666

62.2 0!.2

1.09,1

!.!92 0.2,

0.!99601

0,.20 260,.

2., 0!.,

1.61!

!.962

0.2069

0.!,69

0,.0 20 ,.! 2.! 0!.!1.10

6.169

60.2222

220.902!

1

0,.,0 20,.6666

62. 0!.

1.6!2

6.9!

0.21,26

0.0,006

0,.!0 290,.

2.9 0!.9

1.60099

6.!1

0.2069

0.11!2

0!.00 00 ! .1 06.1 1.!,2 6.1 0.2 0.06!2

7/25/2019 LAPORANC

7/19

1,

0!.0

0 !.!

,.9 0.91.,9

2

.,20

6

0.11

1

0.6!1

92906.00

60 6!., 0.,

1.16

.016

0.16666

0.96!!06

06.090 6.!

6.2 09.21.296

,.26

60.1!

,60.921

!2

0.00,20

101.26

.,1

60.1,2

!0.9,60

2

0.0,!0 .!

.6 10.6 1.262 9.21!0.1

0.961!0

00

0.00,0

.2 11.21.206

29.6!

6 0.12!0.9,696

,9

0.0!10 .!

. 11.1.1!!

6

9.9922

6

0.116

,

0.99966

26

09.00!,0 9

9.! 12.!1.1,2

,10.2!

!60.1111

111.01222

9,2

09.0!0 9.!

9. 12.1.106

10.!2

,60.10!2

61.022!29

1

10.00600 10

,0.9 1.9 1.02 10.20.1

1.006066,

10.060 10.!

,1. 1,.1.06!

210.

,60.09!2

1.0666

9!

11.00660 11

,2 1!0.99

610.96

60.0909

091.0,0!

26

11.0 690 11.! ,2.9 1!.9

0.9600

,

11.0,0

,6

0.069

!

1.0,29

169

12.0020 12

,. 16.0.920,

11.0,!

60.0

1.0,19!

60

12.0!0 12.!

,,.1 1.1 0.0211.002

! 0.01.0,1,91

1.000 1

,,. 1.0.9

210.911

160.069

21.00

92,

1.010 1.!

,!.! 1.!0.99

610.2

,60.0,0

,1.021,

9

1,.00,0 1,

,6.2 19.20.!62

,10.!

60.01,

291.02,

61

1,.0 0 1,.! ,6.9 19.90.1,2

10.!

060.069

661.01!26

,92

1!.00900 1!

,.! 20.! 0.622 10.00.0666

61.00!9

6

1!.090 1!.!

,.1 21.10.601

29.66

60.06,!

160.99!,

96

16.00960 16

,. 21.0.!1

69.,10!

6 0.062!0.961!

,6

7/25/2019 LAPORANC

8/19

16.0990 16.!

,9.! 22.!0.!,6,

,9.0162

60.0606

060.9!!026

,2

1.00 1020 1 !0 20.!0!0

.!6

60.0!

2,0.909

09

1.010!0 1.!

!0.6 2.6 0.,6,2 .12!0.0!1

,0.909,

1!

1.00100 1

!1. 2,.0.,29

2.60!

60.0!!!

!60.2!!6

,12

1.01110 1.!

!1.9 2,.90.,

6.1106

60.0!,0

!,0.!1909

91

19.0011,0 19

!2.! 2!.!0.,!6

,6.!61

60.0!26

20.1

!9

19.0110 19.!

!.1 26.10.0

6.006

60.0!12

20.,16

09

20.001200 20

!. 26. 0.212 !.,2,0.0!

0.,1961

20.0120 20.!

!,. 2.0.2!

2,.22

60.0,

0.6,1!0

29

21.001260 21

!! 20.201!

6,.22

60.0,6

190.62662

6,,

21.01290 21.!

!!.6 2.60.16

,.600

60.0,6!

120.!!991

0

22.00120 22

!6.2 29.20.16

.029

60.0,!,

!!0.,129

!

22.01!0 22.!

!6. 29. 0.102 2.,,!0.0,,,

,,0.6,09

9

2.0010 2

!.2 0.2 0.00!2

1.!196

0.0,,

0.2661602

2.01,10 2.!

!.9 0.90.0!,

61.26

60.0,2!

!0.109!1

02

2,.001,,0 2,

!., 1.,0.010

,0.,,9

60.0,16

6

+0.126

0,6

2,.01,0 2,.!

!.9 1.90.009,

0.222

60.0,0

16

+0.6,02!

!

2!.001!00 2!

!9.! 2.!+

0.009+0.2,!

0.0, "&%

2!.01!0 2!.!

6!.2 .2+

0.0266

+0.60

,0.092

16 "&%

26.001!60 26

6!. .+

0.0,10,

+1.060

,0.0,

62 "&%26.0 1!90 26.! 66. 9. + + 0.0 "&%

7/25/2019 LAPORANC

9/19

0.0!26

1.91, 6

2.001620 2

66. 9.+

0.0612

+1.666,

,0.00

"&%

2.016!0 2.!

6., ,0.,+

0.06+

1.6,!0.06

6, "&%

2.00160 2

6. ,0.+

0.00

+1.9,6

,0.0!

1, "&%

2.0110 2.!

6. ,1.+

0.00,

+2.019

,0.0!0

"&%

29.00 1,0 29 6. ,1.

+

0.06!6

+

1.9!92, 0.0,, "&%

29.010 29.!

69.2 ,2.2+

0.06092

+1.91

,0.0

9 "&%

0.00100 0

69.6 ,2.6+

0.0!0+1.!2,

0.0 "&%

3.2 Pengolaan Data

!ra"#k Te$%eratur &er'u' (aktu )$en#t*

7/25/2019 LAPORANC

10/19

0 ! 10 1! 20 2! 0 !20

20

290

00

10

20

0

,0

!0

-() 0, + 0 0.012 1., 299.!6

3 1

T v4 t

Waktu (menit)

Tem5eratur (K)

!ra"#k log1+

+(dt

dTt

&er'u't

1

0 1 2 , ! 6

+0.

+0.6

+0.,

+0.2

0

0.2

0.,

0.6

0.

1

1.2

-() + 0.26 0.6,

3 0.21

og 7t(8T/8t) v4 1/t

7/25/2019 LAPORANC

11/19

3.2., k -an

0erhitungan 'onduktivitas 0erhitungan ifusivitas ermal

9 (watt+ 15$.!%"!

8 5.!" m

".1#1$;!%$"$6;

7/25/2019 LAPORANC

12/19

.+( kmCp =

4luminosilikat !!55 kg*m"

%!!.#!$$15$+( =mCp*kg.'

3.2.0 Berat Ato$ RataRata -ar# S#O2 Al2O3 -an gO

Si7! %5 gram * mol

4l!7" 15! gram * mol

Mg7 #5 gram * mol

3.2.4 N#la# /a%a'#ta' /alor S%e'#"#k

Mavg >1M1 ? >!M!

>4l!7"

+

%5

$5

15!

$5

15!

$5

5."Si7! 1 @ 5."< 5.%"

Mavg (5."< = 15!+ ? (5.%" = %5+

7/25/2019 LAPORANC

13/19

2p&s Mavg = 2p

7/25/2019 LAPORANC

14/19

7/25/2019 LAPORANC

15/19

BAB I5

ANALISIS DATA

0ercobaan ini dilakukan dengan memperhatikan kenaikan temperatur yang dialami

oleh material refraktori Alumino-Silicate dalam waktu "5 menit degan interval 15 s

pada $ menit pertama dan "5 s pada menit selan-utnya sampai "5 menit.

0erbandingan data dan literatur

ata 8iteratur

'onduktivitas termal (k+ 6.";;!16"

7/25/2019 LAPORANC

16/19

pori, kecepatan rambat panas akan bereda pada bagian pori tersebut karena berbeda

cara perambatan panasnya dari konduksi men-adi konveksi dan dapat menyebabkan

perbedaan dari data yang dihitung dan dari literatur. Semakin banyak pori, nilai

konduktivitas dan difusivitas termal refraktori men-adi semakin rendah.

'omposisi dari spesimen yang tidak diketahui -uga dapat menyebabkan adanya

perbedaan nilai sifat termal material refraktori karena komposisinya berbeda dengan

komposisi spesimen dalam literatur. al tersebut ter-adi karena komposisi akan

mempengaruhi nilai sifat sifat suatu material.

7/25/2019 LAPORANC

17/19

BAB 5

/ESIPULAN DAN SARAN

.1 /e'#$%ulan

ata sifat termal refraktori Alumino-Silicateyang diperoleh dari percobaan adalah

sebagai berikut.

'onduktivitas termal (k+ 6.";;!16"

7/25/2019 LAPORANC

18/19

DA6TAR PUSTA/A

2allister, ). ., BMaterials Science and Engineering: An Introduction, ohn )iley

C Sons, Dew Eork, !555

2harles 4., Schacht, BRefractories Handook, Marcel ekker, Inc., Dew Eork, !55#

2hesters, . ., BRefractories: !roduction and !roperties, he Metals Society,

8ondon, 1;6"

Faskell, avid R., BAn Introduction to Transport !"enomena in Materials

Engineering, Macmillan 0ublishing 2ompany, Dew Eork, 1;;!

7/25/2019 LAPORANC

19/19

LAPIRAN

TU!AS SETELAH PRA/TI/U

1. G4G I3 4D48ISIS 44!. 0embacaan waktu lebih lama dapat menyebabkan plot menyimpang karena

interval pembacaan temperatur berubah dan tidak teratur

". & Material refraktori magnesia sering dugunakan pada industri produksi logam.& Material refraktori doloma sering digunakan pada casting alumunium killed

steel