Upload
ngaos
View
15
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
transport fenomena
Citation preview
Transportphenomena
Transport phenomena terbagi menjadi 3 bagian
1. Mass Transport atau Perpindahan massa
2. Heat Transport atau Perpindahan panas
3. Momentum Transport atau Perpindahan momentum
Perpindahan massa : Perubahan yang disebabkan oleh
perbedaan massa ( berat, konsentrasi, kemurnihan )
biasanya satuannya adalah gram, liter, persen berat, persen
volume, molaritas, normalitas, molalitas dan lain-lain
Perpindahan Panas : Perubahan yang disebabkan oleh
perbedaan suhu ( derajat celcius, derajat Kelvin, derajat
Kelvin )
Perpindahan Momentum : Perpindahan yang terjadi karena
adanya gaya tarik menarik molekuler atau adanya gerakan
momentum atau molekul.
Contoh proses dan peralatan yang digunakan
pada phenomena transport
Perpindahan Massa : Proses Adsorbsi, Absorpsi, ekstraksi,
Drying.
Perpindahan Panas : Furnace, Heat Exchanger ( Cooler,
Condensor, Heater, Reboiler, Vaporizer ).
Perpindahan Momentum : Reaktor ( Batch, Mixflow, Plugflow/
Multi tubular Reaktor).
Rumus-rumus yang digunakan.
MASS TRANSPORT :
( ¶A / A) X = - ÐA ∂ C A ………………………………. Hukum FICK
∂x
ÐA = Diffusivity koefisien
∂CA = Perbedaan Konsentrasi
∂x = Perbedaan jarak
HEAT TRANSPORT :
( q/A )X = - k ∂ T ………………………… Hukum Fourier
∂x
∂T = Perbedaan suhu k = Koefisien perpindahan panas
MOMENT TRANSPORT :
Txy = -µ ∂ V y ………………………………. Hukum Newton
∂x
∂Vy = Perbedaan kecepatan
µ = Konstanta Momentum
MASS TRANSPORT :
¶Ax/ A = - ÐA ∂ C A , ¶Ax/ A = ѱx , ѱx = Flux perpindahan massa
∂x
ѱx = -ᵟ ∂ ѱ , ѱ = konsentrasi , ᵟ = Diffusivitas thermal
∂x
ᵟ = ÐA , ѱ = CA
HEAT TRANSPORT :
qx/A = - k∂T∂x = -
k ∂(ρCpT )ρCp∂x
ѱx = qx/A = flux perpindahan panas
Contoh 1.( exp.2.1)
Tentukan heat flux malalui suatu balok tembaga setelah 10 cm, satu sisi suhunya
dipertahankan pada 00 C dan sisi lain pada 1000 C, thermal conductivity dianggap
konstan 380 w.m-1.K-1.
Jawab.
ѰG = 0, tidak terjadi sumber listrik ( atau tidak ada panas, reaksi kimia tidak ada )
00 C 1000 C
∂Ѱ∂ t
=¿ −∂(Ѱ x )∂ x
+Ѱ G ∂Ѱ∂ t =0 ( steady state ), Ѱ G=0
−∂Ѱ x∂ x
=0 Ѱ x=¿ konstan
∫X 1
X 2 qxA
dx = ∫T 1
T 2
−k dT , qxA [ x2 – x1 ] = - k [ T2 – T1 ]
qxA
=−k [T 2−T 1]X 2−X 1
= - 380 100−00,1
= -3,8.10-5 w / m-2
Contoh 2 (exp.2.2)
Dua bidang parallel berjarak 10 cm, bidang bawah diam, bidang atas bergerak dengan
kecepatan 30 cm/dt fluida diantara 2 bidang adalah air dengan viscositas 1 cps.
Hitung : Momentum flux dan gaya persatuan luas yang dibutuhkan untuk
mempertahankan gerakan bidang atas.
Jawab :
Ѱ x=qxA
= - k dTdx
Vgerak
10 cm
Diam
τ xy=−μd V y
dx
∂Ѱ∂ t
=−∂Ѱ x
∂ x + Ѱ G
∂Ѱ∂ t
= 0 ( steady state ), Ѱ G=0
−∂Ѱ x
∂ x = 0 ∂Ѱ x=¿ konstan
∫x1
x2
τ xydx=¿¿ - ∫vy 1
vy 2
μd V y
τ xy ¿x2 - x1 ] = - μ [V y2−V y1 ¿
τ xy = −μ[V y2−V y1]
[ x2−x 1] = 0,001(0,3−0)
0,1 = - 0,003 kg/m.s-2 ( nilai
negative menunjukan arah momentum dari atas ke bawah )
FYA
= + 0,003 kg/m.s-2 (nilai menunjukan arah momentum/ kecepatan dari kanan ke kiri)
Contoh 3.(exp.2.6).
Saluran yang dipisahkan dengan sepotong besi setebal 4 cm, pada besi ini diberi lubang dengan diameter 1,2 cm, sehingga gas CO2 berdiffusi dari kiri ke kanan, N2 berdiffusi dari kanan ke kiri, kalau kedua gas berada pada tekanan 2 atmosfer dan suhu 200 C, koefisien diffuse CO2 melalui N2 = 1,56.10-3 m-2/s.
Ѱ x=τ xy=−μd V y
dx
Tentukan : Molar flux CO2 ( N ax
A )
Jawab :
CO2
CO2 N2
N2
∂Ѱ∂ t
=−∂Ѱ x
∂ x + Ѱ G
∂Ѱ∂ t
= 0 ( steady state ), Ѱ G=0
−∂Ѱ x
∂ x = 0 ∂Ѱ x=¿ konstan
Ѱ x = N ax
A = ¶Ax/ A = - ÐA
∂CA∂ x
∫x1
x2 NaxAdx = ∫
cA 1
cA 2
−Ð A dCA
N ax
A ( X2 – X1) = - Ð A ( CA2 – CA1)