Perpindahan Massa-Hk Fick

8/17/2019 Perpindahan Massa-Hk Fick

http://slidepdf.com/reader/full/perpindahan-massa-hk-fick 1/37

TK3201-01 Peristiwa Perpindahan – Kelas 01



Perpindahan MassaObjek Bahasan : Campuran

• minimum 2 komponen :

komponen A dan B biner ⟨dibahas⟩

• 3 komponen/ lebih A, B, C, … :

multikomponen ⟨akan dibahasbila mungkin⟩



Campuran KonsentrasiPengertian konsentrasi : jumlah i/volum

• konsentrasi massa i ( i =A atau B )

ρi : massa i per volum campuran

• konsentrasi molar i ( i =A atau B )

Ci : jumlah mol I per volum campuran

• Campuran biner: komponen A dan Bρ A dan ρB atau C A dan CB



Dalam besaran massa:

A + B = 1

ρ A + ρB = ρ

Dalam besaran molar:

x A + xB = 1

C A + CB = C



Konsentrasi fraksi ( atau % )Konsentrasi dinyatakan dalam fraksi

Sering digunakan, terutama untuk campuran biner

cukup perhitungan salah satu komponen Fraksi massa : A dan B

Fraksi mol : x A dan xB



Hukum Fick Menggambarkan kuantifikasi laju perpindahan

komponen dalam campuran

Laju perpindahan komponenBerbanding lurus dengan gaya

penggeraknya/driving force bedakonsentrasi .

Berbanding terbalik dengan jarak



Untuk komponen A (sama untuk komponen B):

Fluks dinyatakan dalam besaran massa

Fluks dinyatakan dalam besaran molar

Konstanta pembanding sifat milik campuran

D AB (koefisien difusivitas)

z j atau

z j A

AA

A

z

xC Jatau

z

CJ A

AA

A



Hukum Fick

dz

dD j atau

dz

dD j A

ABAA

ABA

dz

dxCD Jatau

dz

dCDJ A

ABAA

ABA

Menggambarkan laju perpindahan komponen Adalam campuran AB secara molekular mediumdiam



Pergerakan CampuranDalam campuran :

Komponen A bergerak dengan kecepatan

Komponen B bergerak dengan kecepatan Kecepatan A dan B

bisa tidak sama

bisa pada arahn yang berbeda

Kecepatan campuran (medium)?

kecepatan rata-rata dari kecepatan A dan B

Av

Bv



• Kecepatan rata-rata:

• Mass average velocity

• Molar average velocity

Kecepatan Medium



Ambil satu arah perpindahan (1 dimensi):

Atas dasar acuan diam:

• Kecepatan komponen : v A dan v B

• Kecepatan medium : v dan v*

• Kecepatan komponen i sebenarnya :

(v i – v) atau (v i – v*)



Pendifinisian fluks komponen A

( satu arah/arah z ):Fluks molekular :

j A,z (fluks massa) atau J A,z (fluks molar)

Fluks atas dasar acuan diam:n A,z (fluks massa) atau N A,z (fluks molar)

Hukum dasar (Fick) merupakan fluks molekular

sedangkan aplikasi fluks atas dasar acuan diam?? hubungan j A atau J A dengan n A atau N A



Fluks = konsentrasi x kecepatan

[ konsentrasi jumlahkomponen/volum]

j A

= A

. (v A

– v) atau j A

= A

. (v A

– v*)

J A = C A . (v A – v) atau J A = C A . (v A – v*)

n A = A . v A dan N A = C A . v A



Hubungan antara j A dengan n A dan J A dengan N A

j A = n A - A .(n A + nB)

n A = j A + A .(n A + nB)

J A = N A - x A .(N A + NB)

N A = J A + x A .(N A + NB)

Penyelesaian :

harus mengetahui hubungan antara N A dan NB



Dalam bentuk 3 dimensi (ruang)

AABA

AABA

xCDJ

D j



Aplikasi mikroskopik Perpindahan massa komponen A adanya

distribusi konsentrasi A sepanjang ruang dimanakomponen A berpindah

Keadaan steady (tidak dipengaruhi oleh waktu) pengaruh ruang saja ( 3 dimensi )

Koordinat ruang:

Rektangular ( x, y, z) Silindris (r, , z)

Sperikal (r, , )

Unsteady 4 dimensi ( + dimensi waktu)



Strategi Penyelesaian Melalui pembuatan neraca massa dalam suatu ruang

Masalah paling sederhana :

tidak dipengaruhi oleh waktu

steady state perpindahan satu arah banyak dalam praktek

medium mengalir laminer

Neraca dibuat dalam elemen ruang menghasilkan

persamaan diferensial



Penyelesaian persamaan memerlukan kondisi batas

Kondisi batas yang umum:

Konsentrasi di permukaan diketahui,

Fluks dipermukaan diketahui,

Bila terkait dengan reaksi kimia laju direaksi

dipermukaan diketahui, Dipermukaan antar fasa konsentrasi di kedua

permukaan tidak sama



Neraca Massa Keadaan steady







Sublimasi padatan berbentuk bola







Force Convection Mass Transfer

L

W

y

z

x









Perpindahan Massa antar Fasa

















Perpindahan Massa-Hk Fick

Documents