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)