fenomena perpindahan
DESCRIPTION
Fenomena PerpindahanTRANSCRIPT
-
TUGAS FENOMENA PERPINDAHAN
Disusun oleh:
KELAS B (SELASA SIANG)
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2014
-
APRILIA LAILA FAJRIN / 21030112130049
Thermal Conductivity of Solids halaman 280
Nilai konduktivitas thermal (k) dari padatan harus diukur secara experimental
(percobaan) terlebih dahulu karena nilai k tergantung pada banyak faktor yang susah untuk
diprediksi. Pada kristalin, ukuran dan bentuk menjadi faktor penting. Sedangkan pada material
berpori, nilai thermal conductivitynya dipengaruhi oleh fraksi ruang kosong, ukuran pori, dan
jenis fluida yang digunakan dengan material berpori tersebut.
Secara umum, logam lebih baik dalam menghantarkan panas daripada non logam.
Kristalin juga lebih cepat menghantrkan panas daripada material amorphous. Padatan berpori
yang kering sangat lemah dalam menghantarkan panas, oleh karena itu cosck sebagai thermal
insullation (isolator panas). Nilai konduktivitas logam menurun dengan peningkatan suhu, hal itu
dikarenakan semakin tinggi suhu kerapatan molekul-molekul dalam logam akan merenggang
menyebabkan kemampuan menghantarkan panasnya akan menurun, sehingga nilai k nya akan
menurun.
Hubungan antara nilai k dan nilai konnduktivitas electrical (ke) :
Nilai L merupakan Lorentz-number yang besarnya 22-29.10-9
volt2/K
2. Besarnya bilangan
ini untuk padatan murni pada 273 K dan berubah berdasarkan temperatur. Nilai ini akan
meningkat 10-20% per 1273 K. Pada suhu yang sangat rendah, padatan akan menjadi
superkoduktor terhadap listrik tapi tidak terhadap panas.
Persamaan diatas hanya berguna untuk logam (padatan) murni karena elektron bebas nya
merupakan pembawa panas utama. Persamaan diatas tidak sesuai untuk nonlogam (non padatan)
karena konsentrasi elektron bebasnya rendah.
-
ASIH MUSTIKASARI / 21030112130064
Aliran dekat permukaan datar digambarkan pada Gambar. 5,3-1. Hal ini mudah untuk
membedakan empat daerah aliran:
Viscous sublayer sangat dekat dinding, di mana viskositas memainkan peran kunci
Buffer layer, di mana transisi terjadi antara viscous dan inersial sublayers
inersial sublayer pada awal aliran turbulen utama, di mana viscosity bermain di sebagian
besar peran kecil
main turbulen stream, di mana distribusi waktu-kecepatan merata adalah hampir datar dan
viskositas tidak penting
Harus ditegaskan bahwa klasifikasi ini ke daerah aliran agak sewenang-wenang.
(R. Byron Bird dkk. Transport Phenomena 2th
ed. hal 159-160)
-
DIAS NATRASUARI / 21030112130031
Bilangan Nusselt : rasio pindah panas konveksi dan konduksi normal terhadap batas dalam kasus
pindah panas pada permukaan fluida
Bilangan grashof : dapat dipandang sebagai sebuah kuran kekuatan relative daya apung dan gaya
kental
Bilangan Reynolds :adalah rasio antara gaya inersia (vs) terhadap gaya viskos (/L) yang
mengkuantifikasikan hubungan kedua gaya tersebut dengan suatu kondisi aliran
tertentu. Bilangan ini digunakan untuk mengidentikasikan jenis aliran yang
berbeda, misalnya laminar dan turbulen
Bilangan Prandt : Parameter yang menghubungkan ketebalan relative antara lapisan batas
hidrodinamik dan lapisan batas termal.
-
JEFRI PANDU HIDAYAT / 21030112110033
Jenis perpindahan panas secara konveksi.
1. Konveksi Paksa (Forced Convection)
2. Konveksi Bebas (Free Convection)
Dalam perhitungan profil suhu pada perpindahan panas konveksi paksa, hal utama menghitung
profil kecepatan pada sistem tersebut.
Forced Convection
1. Aliran yang terjadi ditentukan pula oleh gaya dari luar
2. Profil kecepatan ditemukan untuk menentukan profil suhu pada sistem
3. Nu = Re.Pr
Free Convection
1. Aliran dari gaya bouyant dari fluida yang dipanaskan
2. Profil kecepatan dan profil suhu tidak saling berhubungan (interdependent)
3. Nu = Gr.Pr
Transfer Panas
Konduksi
Konveksi
Radiasi
= (Mixed
Convection
M F/Q
M
-
MOCHAMMAD ARI R / 21030112130119
Eddy Diffusifity
Dengan menganalogikan dengan hukum pertama Ficks tentang diffusi, dapat kita tulis :
Sebagai penjelasan dari persamaan untuk diffusivitas turbulen , atau biasa disebut eddy
diffusivity. Sama kasusnya dengan viskositas eddy dan konduktivitas panas eddy, diffusivitas
eddy juga bukan merupakan karakteristik sifat fisik dari fluida, tapi tergantung dari posisi, arah,
dan aliran alaminya.
Diffusivitas eddy
dan viscositas kinematic eddy v(t)
= u(t)/ mempunyai dimensi yang
sama, yaitu kuadrat panjang dibagi dengan waktu. Rationya
Adalah kuantitas tak berdimensi, diketahui sebagai bilangan Schmidt turbulen. Sama kasusnya
dengan bilangan Prandtl turbulen, bilangan Schmidt turbulen merupakan urutan kesatuan. Maka
diffusivitas eddy dapat diestimasikan diganti dengan viscositas kinematic
-
USYA RAHMATIKA / 21030112120015
Viskositas Eddy
Viskositas eddy adalah tegangan geser pada aliran turbulen. Nilainya berubah-ubah dari satu
kondisi aliran turbulen ke kondisi lainnya dan dari satu daerah didalam aliran turbulen ke daerah
lainnya. Viskositas molekuler adalah properti dari fluida, sedangkan viskositas eddy adalah
properti dari suatu aliran.
Ada 2 persamaan yang dipakai :
Wall turbulence :
0 <
< 5
Free turbulence : )
Dimana y = R- r adalah jarak yang diukur dari dinding, = (/)1/2 yang disebut kecepatan gesekan, * bukan kecepatan sesungguhnya dari fluida melainkan hanya suatu besaran yang memikiki dimensi kecepatan, b adalah lebar daerah percampuran.
-
YESSI FRENDA PRAVITA / 21030112120014
Pengaruh Tekanan dan Temperatur terhadap Viskositas
Bird page 21-22
Harga viskositas untuk gas dan likuid murni dapat ditemukan di berbagai buku. Namun harga
viskositas juga dapat ditentukan melalui metode empiris menggunakan data dari zat terkait.
Grafik di atas menunjukkan fenomena umum viskositas terhadap temperatur dan tekanan
untuk fluida yang sering ditemui. Viskositas terreduksi diplotkan terhadap temperatur
terreduksi, dalam berbagai nilai tekanan terreduksi. Terreduksi maksudnya adalah bilang tak
berdimensi karena telah dibagi oleh nilai kritiknya. Grafik menunjukkan bahwa pada gas,
semakin kecil tekanan maka gas mendekati limit (low-density limit), dimana kebanyakan gas
limit ini berada pada kisaran 1 atm. Kenaikan temperatur pada gas akan meningkatkan
viskositasnya, sedangkan pada cairan akan menurunkan viskositasnya.
Grafik di atas juga bisa untuk menentukan harga viskositas zat campuran melalui persamaan
-
UDIN MABRURO / 21030112140037
Kavitasi adalah pembentukan rongga uap dalam cairan - yaitu kecil zona bebas cairan ("gelembung" atau
"void") - yang merupakan konsekuensi dari gaya yang bekerja pada cairan. Ini biasanya terjadi ketika
cairan yang mengalami perubahan yang cepat tekanan yang menyebabkan pembentukan rongga di
mana tekanan relatif rendah. Ketika mengalami tekanan yang lebih tinggi, rongga meledak dan dapat
menghasilkan gelombang kejut yang intens.
Kavitasi hidrodinamik menjelaskan proses penguapan, generasi gelembung dan gelembung ledakan yang
terjadi pada cairan mengalir sebagai akibat dari penurunan dan peningkatan berikutnya dalam tekanan.
Kavitasi hanya akan terjadi jika tekanan menurun ke beberapa titik di bawah tekanan uap jenuh cairan
dan pemulihan selanjutnya atas tekanan uap. Jika tekanan pemulihan tidak atas tekanan uap kemudian
berkedip dikatakan telah terjadi. Dalam sistem pipa, kavitasi biasanya terjadi baik sebagai akibat dari
peningkatan energi kinetik (melalui penyempitan area) atau peningkatan elevasi pipa. Hal ini sesuai
dengan persamaan Bernoulli.
Kavitasi hidrodinamik dapat diproduksi dengan melewatkan cairan melalui saluran terbatas pada
kecepatan tertentu atau oleh rotasi mekanik dari suatu obyek melalui cairan. Dalam kasus saluran
terbatas dan didasarkan pada geometri tertentu (atau unik) dari sistem, kombinasi dari tekanan dan
energi kinetik dapat menciptakan kavitasi hidrodinamik gua hilir penyempitan lokal menghasilkan tinggi
gelembung kavitasi energi.Kavitasi adalah, dalam banyak kasus, kejadian yang tidak diinginkan. Dalam
perangkat seperti baling-baling dan pompa, kavitasi menyebabkan banyak kebisingan, kerusakan pada
komponen, getaran, dan hilangnya efisiensi. Kavitasi juga telah menjadi perhatian di sektor energi
terbarukan karena dapat terjadi pada permukaan blade turbin arus pasang surut. Setelah permukaan
awalnya dipengaruhi oleh kavitasi, ia cenderung untuk mengikis dalam tempo yang cepat. Lubang
kavitasi meningkatkan turbulensi aliran fluida dan menciptakan celah-celah yang bertindak sebagai situs
nukleasi gelembung kavitasi tambahan. Lubang-lubang juga meningkatkan luas permukaan komponen
dan meninggalkan tegangan sisa. Hal ini membuat permukaan lebih rentan terhadap korosi dan stress.
http://en.wikipedia.org/wiki/Cavitation
R. Byron Bird et al : The integration of transport phenomena into chemical engineering
-
BARZAN MAULANA / 21030112140116
Kecepatan Superfisial
Kecepatan superfisial adalah laju alir udara pada kolom yang kosong,
sedangkan kecepatan interstitial adalah kecepatan udara di antara partikel unggun.
Pada kecepatan superfisial rendah, ungun mula-mula diam. Jika kecepatan
superfisial dinaikkan maka pada suatu saat gaya seret fluida menyebabkan unggun
mengembang dan menyebabkan tahanan terhadap aliran udara mengecil, sampai
akhirnya gaya seret tersebut cukup untuk mendukung gaya berat partikel unggun.
Hal ini menyebabkan unggun terfluidisasi dan sistem solid-fluida menunjukkan
sifat-sifat seperti fluida.
Kecepatan Superfisial dapat dinyatakan dalam:
Dimana :
us Kecepatan superfisial, m/s
Q - volume aliran, m3/s
A Luas permukaan, m2
Menggunakan konsep porositas, ketergantungan antara kecepatan adveksi cairan
dan kecepatan superfisial dapat dinyatakan sebagai :
Dimana :
= Porositas
v = Kecepatan Adveksi, m/s.
Jika suatu aliran udara melewati partikel unggun yang ada dalam tabung, maka
aliran tersebut akan memberikan gaya seret (drag force) pada partikel dan
menimbulkan pressure drop sepanjang unggun. Pressure drop akan naik jika
kecepatan superficial naik
-
LUTHFI CHOIRULY /21030112130055
Refferensi : Bird,R.B., W.E. Stewart, and E.N. Lightfoot,
Transport Phenomena, John Wiley
-
CITRAWATI NUGRAHENI M / 21030112130045
Perbandingan Aliran Laminar Dan Turbulen Pada Circular Tubes
Dari fig 5.1-1. dapat disimpulkan :
1. Pada
yang sama, kecepatan turbulen lebih besar dibanding kecepatan laminer,
kecuali pada
kecepatannya sama.
2. Selisih antara kecepatan pada bagian dinding (r=R) pada laminer lebih besar, sehingga
impact dari friksi yang ditimbulkan pipa lebih significant pengaruhnya terhadap aliran.
Distribusi kecepatan dan kecepatan rata-rata
Pada laminer, alirannya steady-fully developed yang artinya kecepatan pada semua titik/
bagian sama besarnya dan tidak ada perubahan terhadap waktu
.
Distribusi kecepatan dan kecepatan rata-rata pada laminer dapat dirumuskan :
Sedangkan pada turbulen, alirannya unsteady state yang artinya kecepatannya berubah-
ubah tergantung waktu
.
Distribusi kecepatan dan kecepatan rata-rata pada laminer dapat dirumuskan :
-
Pressure drop
Pressure drop adalah penurunan tekanan pada aliran fluida di dalam pipa karena adanya
friksi/ gesekan. Friksi sepanjang pipa entah alirannya laminer atau turbulen besarnya sama.
Perbedaannya yaitu pengaruh friksi terhadap aliran tersebut. Pada aliran turbulen, alirannya
bisa melawan friksi sedangkan pada laminer tidak bisa melawan friksi. Akibatnya, pressure drop
pada aliran turbulen lebih kecil, tetapi membutuhkan energi yang lebih besar untuk melawan
friksi tersebut. Energi ini dapat diperoleh dari blower, pompa atau kompresor.
Pressure drop untuk aliran laminer :
Pressure drop untuk aliran turbulen :
-
ABDUL AZIZ / 21030112130062
Difusivitas Thermal
Difusivitas thermal adalah konduktivitas thermal (k) yang dibagi dengan densitas () dan
panas jenis spesifiknya (Cp) pada kondisi tekanan konstan. Difusivitas thermal digunakan untuk
mengukur kemampuan material untuk menghantarkan energy panas relative terhadap
kemampuannya menyimpan panas.
Difusivitas thermal dapat di notasikan dengan :
=
Dimana Cp adalah kapasitas panas Volumetrik
Dalam suatu zat atau material yang memiliki nilai difusivitas thermal yang tinggi, panas
akan bergerak sangat cepat karena zat tersebut menghantarkan panas relative terhadap kapasitas
panas volumetriknya.
Selain Itu notasi Difusivitas thermal mirip dengan dimensi pada viskositas kinematik (v)
yaitu (Satuan waktu)2/ Satuan Panjang. Dimana rasio antara V/ menunjukkan kerelativan
momentum dan transport energy dalam system aliran.
-
INTAN MEDINAH / 21030112130081
The Smoothed Equations of Change for Incompressible Fluids
Suatu titik pada aliran turbulen dalam sebuah tabung dengan tekanan konstan, dapat
dilihat bahwa kecepatan yang merupakan fungsi waktu membentuk suatu grafik yang tidak
teratur seperti yang terlihat pada gambar berikut:
Jika diambil pada satu waktu tertentu, kecepatan aktualnya merupakan jumlah dari
kecepatan rata-rata dan fluktuasinya yang biasa disebut dengan fluktuasi Reynold. Misalnya pada
komponen z:
Sedangkan kecepatan rata-ratanya dapat diketahui dengan
yang biasa disebut dengan kecepatan rata-rata atau time-smoothed velocity merupakan fungsi yang tidak dipengaruhi oleh waktu namun dipengaruhi posisi. Ketika kecepatan rata-rata
tidak dipengaruhi waktu, atrinya bahwa alirannya merupakan aliran turbulen yang alirannya
steady. Fungsi dari kecepatan dapat digunakan juga untuk tekanan.
Untuk aliran turbulen dalam pipa yang bergantung pada waktu, harus sangat kecil dibandingkan dengan gradien tekanannya, namun tetap besar jika dibandingkan dengan
fluktuasinya. Sehingga didapat hubungan:
tidak akan bernilai 0 dan rasio
dapat digunakan untuk menghitung besarnya fluktuasi
turbulen. Kuantitas tersebut yang disebut juga intensitas turbulen dapatbernilai 1-10% pada
aliran utama dan lebih dari 25% pada aliran dekat dinding. juga bernilai bukan 0. Hal ini terjadi karena pergerakan pada sumbu x dan sumbu y berhubungan. Fluktuasi pada sumbu x
bergantung pada arah y
-
BRAMANTYA BRIAN SUWIGNJO / 21030112140169
KONDUKTIVITAS TERMAL ZAT PADAT
Konduktivitas termal zat padat bergantung pada banyak faktor yang sukar untuk diukur atau
diprediksi. Konduktivitas termal pada bahan kristalin ditentukan oleh faktor fase dan ukuran
kristalin. Untuk bahan amorf (amorphous) dipengaruhi oleh derajat orientasi molekul-
molekulnya. Untuk bahan berpori sangat dipengaruhi oleh fraksi ruang kosong (void), ukuran
pori, dan fluida yang terkandung dalam pori.
(Tambahan: Sebenarnya faktor paling utama yang mempengaruhi adalah fraksi void dan fase.
Apabila void semakin besar, konduktivitas termalnya semakin kecil.)
Konduktivitas bahan logam murni akan turun seiring naiknya suhu (T), sedangkan konduktivitas
bahan nonlogam justru akan naik, untuk konduktivitas bahan alloy bersifat intermediet/antara.
Untuk bahan logam murni k (konduktivitas termal) dan ke (konduktivitas elektrik) diberikan oleh
persamaan Wiedemann-Franz-Lorenz.
L adalah bilangan Lorenz. Untuk logam murni L = 22 29 x 10-9 volt2/K2 pada suhu 0 oC dan
berubah sedikit demi sedikit selama kenaikan suhu di atas 0 oC. Mengalami kenaikan 10%
hingga 20% per 1000 oC. Logam pada suhu sangat rendah (-269.4
oC
untuktermometerraksa) bersifat superkonduktor terhadap listrik namun bukan terhadap
panas, maka dari itu, L sangat bervariasi dengan suhu dekat daerah superkonduktor
(superconducting region). Penggunaan persamaan di atas untuk alloy menjadi terbatas karena
sangat bervariasi terhadap beda konsentrasi, dan beberapa kasus juga terhadap suhu. L sangat
dapat berlaku untuk logam murni karena elektron bebas yang terkandung merupakan penghantar
utama panas. Sehingga persamaan di atas tidak cocok untuk nonlogam yang miskin elektron
bebas.
(Bird, R. Byron, Stewart, Warren E. and Lightfoot, Edwin N., Transport Phenomena, Second
Edition, John Willey & Sons, Inc., USA, 2002.)
-
IGNATIUS IVAN HARTONO / 21030112140047
Molecular theory of the viscosity of liquids
Dalam permukaan air yang tenang, atom atom H20 selalu bergerak. Molekul yang selalu
bergerak tersebut menyebabkan getaran / vibran antar molekul molekulnya. Namun atom
atom H20 tersebut tidak dapat bergerak terlalu bebas, karena adanya cage dari atom lainnya.
Cage yang dimaksud disini adalah susunan atom H20 disebelah atom H20 yang ingin bergerak
bebas, sehingga atom H20 tersebut tidak dapat bergerak bebas.
Cage ini mempunyai rumus :
, dimana disini adalah energi minimum yang diperlukan
suatu atom untuk bisa lepas dari cage
Dengan N adalah bilangan Avogadro
Menurut Eyring, pergerakan molekul tersebut dapat kita hitung dengan cara :
V =
Dengan K adalah bilangan Boltzman,h adalah konstanta Plank, R adalah konstanta gas. Melalui
rumus tersebut kita dapat mencari harga kecepatan atom H20
-
EGANANTA SANTOSO / 21030112130046
Flow of Inviscid Fluid by use of The Velocity Potential
Inviscid fluid adalah fluida yang tidak memiliki viskositas, sehingga dalam suatu aliran
tidak menimbulkan gaya geser dan tanpa energy disipasi.
Pada kenyataanya, tidak ada fluida yang tidak memiliki viskositas, yang ada adalah fluida
yang memiliki viskositas yang sangat kecil sehingga tidak mempengaruhi aliran suatu fluida.
Karena viskositas yang kecil maka fluida memiliki Bilangan Reynold yang besar.
Untuk mengetahui profil aliran inviscid fluid, dapat diasumsikan = konstan dan , serta dianggap aliran dalam 2 dimensi yang berbeda sehingga terdapat boundary layer. Daerah di atas boundary layer dikenal sebagai daerah inviscid, dimana pada daerah
tersebut efek viscous tidak ada, sehingga tegangan gesernya diabaikan. Tipe aliran ini dikenal
dengan potential flow. Kemudian vortisitas (w) dianggap 0 maka disebut irrotational.
Untuk mencari potential flow dapat menggunakan persamaan kontinyuitas untuk fluida
tak termampatkan dan persamaan Euler untuk inviscid fluid
(kontinyu)
(motion)
Pada persamaan motion kita menggunakan vector identity
Persamaan untuk two dimentional, irrotational dimana
Untuk aliran yang kontinyu
Persamaan untuk gerakan yang steady dan irrotational dapat dinyatakan dalam
Dari persamaan tersebut dapat dihubungkan dengan stream function dan velocity
potential, sehingga :
Sehingga persamaan untuk aliran kontinyu dan two-dimensional untuk menghitung profil
kecepatan, menjadi :
Transport Phenomena, Bird. Hal 126
Mekanika fluida, Abdul Hamid
-
MAYKE PUTRI HASTA RANI / 21030112130128
Solid mula-mula pada suhu T0
Pelat bawah diberi panas secara mendadak sebesar
T1
Proses Unsteady.
T = f(t)
Proses Steady State
T f(t) HUKUM FOURIER MENGENAI KONDUKSI
PANAS
Slab dari material padat dengan luas A yang terletak
diantara dua pelat paralel dengan jarak satu sama
lain Y . Asumsi pada keadaan awal (t
-
ANGGA MUHAMMAD KURNIA / 21030112130126
Hukum Ficks Untuk Difusi Biner
Konsep dari konduksi panas yang
dikembangkan Fourier dapat diterapkan
kedalam perpindahan massa yang
ditemukan oleh Fick. Terdapat fused-
sillica plate dengan luas penampang A dan
ketebalan Y. Pada waktu t
-
BAGUS MULIAJAYA LUTFI / 21030112120001
Difusivitas Eddy
Difusi adalah proses perpindahan massa suatu dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.
Difusi akan terus terjadi hingga seluruh partikel tersebar luas secara merata atau mencapai
keadaan kesetimbangan dimana perpindahan molekul tetap terjadi walaupun tidak ada perbedaan
konsentrasi. Hal hal ang mempengaruhi proses difusi adalah perbedaan jumlah massa, luas,
densitas, dan tipe aliran. Pada proses difusi terdapat 2 tipe aliran yaitu aliran laminer dan aliran
turbulen yang umumnya sering digunakan dalam proses. Pada proses dengan aliran tubulen dan
menggunakan rezim turbulen terdapat difusi yang sering disebut difusi pusaran atau difusi eddy
sebagai akibat dari kecepatan aliran molekul pada pusat dengan gambar sebagai berikut :
Difusi eddy sering digunakan dalam penentuan panjang kolom dalam alat kromatografi. Salah
stau faktor yang mempengaruhi difusi eddy adalah difusivitas eddy. Difusivitas eddy tidak
bergantung pada karakteristik fluida melainkan bergantung pada posisi fluida. Semakin dekat
fluida dengan pusat maka semakin besar harga difusivitas eddynya. Difusivitas eddy dapat
diperoleh melalui bilangan schmidt turbulen yang menyatakan hubungan antara difusivitas eddy
dengan viskositas kinematis eddy sebagai berikut :
-
ARDHA ERI YULIANA / 21030112130069
KONDUKTIVITAS TERMAL PADA CAIRAN
Dibutuhkan teori kinetik yang sangat detail untuk menjelaskan konduktivitas termal pada cairan
monoatomik. Teori kinetik telah dikembangkan setengah abad yang lalu, tetapi belum
didapatkan perhitungan yang praktis. Teori yang menyatakan transport energi pada cairan murni
adalah Teori Bridgman. Bridgman mengasumsikan bahwa molekul-molekul tersusun di dalam
kisi kubik dengan jarakpusat ke pusat kisi dinyatakan dalam (
dengan
merupakan volume
per molekul. Bridgman juga mengasumsikan bahwa energi yang akan ditransfer dari kisi satu
menuju kisi yang lain dengan kecepatan sonic, v. Persamaannya dapat dinyatakan:
k =
v = v |y| ................. (9.4-1)
Kapasitas panas pada volume konstan pada cairan monoatonik sama seperti pada padatan dengan
temperatur tinggi, dari Dulang dan Petit formula v= 3
. Kecepatan rata-rata molekul pada
arah y, |y| diganti dengan kecepatan sonik (s). Jarak adalah energi yang melewati dua kisi
yang berurutan diubah menjadi (
. Sehingga didapatkan persamaan baru:
k = 3 (
s ................. (9.4-2)
Dari data percobaan memperlihatkan hal yang sama dengan persamaan (9.4-2) di atas bahkan
dengan menggunakan fluida poliatomic sekalipun, akan tetapi lebih teliti jika konstantanya
diubah menjadi 2.8
k = 2.8 (
s ................. (9.4-3)
Persamaan tersebut hanya terbatas untuk densitas kritis karena diasumsikan bahwa setiap
molekul berosilasi di dalam sangkar yang terbentuk dari gabungan-gabungan molekul terdekat.
Untuk menentukan s dapat dicari dengan rumus:
s =
................. (9.4-4)
-
Sumber: Transport Phenomena 2nd
Edition, Bird, R.B, et all
Page 279-280, Chapter 9
-
YONATHAN NUSAPUTRA HANDOYO / 21030112130066
BILANGAN PRANDTL
Bilangan Prandtl adalah suatu bilangan tak berdimensi yang merupakan rasio dari momentum
difusi (viskositas kinematik) dan difusivitas termal. Bilangan ini dinamai sesuai dengan nama
penemunya, yaitu Ludwig Prandtl. Bilangan prandtl di definisikan sebagai berikut:
Dimana,
: kinematic viscosity, , (SI units : m2/s)
: thermal diffusivity, , (SI units : m2/s)
: dynamic viscosity, (SI units : Pa s = N s/m2
: thermal conductivity, (SI units : W/(m K) )
: specific heat, (SI units : J/(kg K) )
: density, (SI units : kg/m3 ).
Perlu diperhatikan bahwa pada bilangan prandtl tidak terdapat variabel skala panjang dan hanya
bergantung pada properti fluida. Apabila nilai maka difusivitas termal mendominasi, jika
maka momentum difusi yang mendominasi. Pada transfer panas, bilangan prandtl mengontrol
ketebalan relatif momentum dan lapisan batas termal.
-
IRMA SAPUTRI / 21030112130048
Gerakan Osilasi pada Amplitudo yang Kecil
Metode yang biasa digunakan untuk mengukur respon keelastisan fluida atau viskositas
fluida adalah dengan percobaan pengukuran gerakan osilasi jika dikenai amplitudo yang kecil.
Plate bagian atas akan bergerak maju mundur, sehingga menimbulkan getaran dengan
model seperti grafik sinus. Jika pergerakan plate sangat kecil dan fluida memilki viskositas yang
tinggi, maka profil kecepatannya akan linier. Kecepatan ini dapat dirumuskan dengan :
vx (y,t) = y cos t dimana : = tegangan geser
(Transport Phenomena by Bird, page 238)
-
MINACO RINO / 21030112140043
Hukum Wiedemann-Franz- Lorenz dan Lorenz Number
Hukum Wiedemann-Franz adalah rasio kontribusi elektronik konduktivitas termal () dengan
konduktivitas listrik (ke) dari logam, dan sebanding dengan suhu (T). Untuk logam murni,
sebagai lawan paduan, konduktivitas termal k dan listrik konduktivitas k, terkait kira-kira sebagai
berikut:
L atau Lorenz Number bernilai sekitar 22 29. 10-9 volt2/K2 untuk logam murni pada suhu 0 C
dan berubah tetapi sedikit dengan suhu di atas O C, kenaikan 10-20% per 1000 C yang khas.
Salah satu penggunaan Lorenz Numberadalah untuk menghitung penurunan tegangan yang
diperlukan ketika suhu logam naik.
-
REZA HARENA PUTRIADI / 21030111120004 (PERBAIKAN)
FAKTOR FRIKSI DALAM ALIRAN FLUIDA
Faktor friksi merupakan fungsi kekasaran relatif dari dinding pipa bagian dalam, yang
tergantung dari jenis bahan pipa yang digunakan, serta merupakan fungsi turbulensi aliran yang
dinyatakan sebagai bilangan Reynold. Faktor friksi dapat menyebabkan adanya hilang tekan
(pressure drop) dalam suatu aliran.
Aliran fluida dengan densitas konstan dapat dibedakan menjadi dua sistem atau 2 tipe,
yaitu :
a. Fluida mengalir pada saluran lurus dengan lintasan yang seragam.
b. Fluida mengalir di sekitar objek yang terendam
Ada dua jenis gaya yang terdapat pada fluida yaitu Fs, yaitu gaya yang akan diberikan
oleh fluida walaupun tidak bergerak dan Fk, yaitu gaya tambahan yang terkait dengan gerakan
dari fluida.
Untuk kedua tipe tersebut, besarnya gaya Fk adalah proporsional dengan karakteristik
luas daerah A dan karakteristik energi kinetik K per unit volume, sehingga :
Fk= A. K. f (pers.1)
Dimana proporsionalitas konstan dari f disebut faktor friksi. Dengan catatan bahwa
persamaan (1) bukan hukum dari dinamika fluida, tetapi hanya difinisi untuk f. Definisi ini
sangat penting, karena bilangan tidak berdimensi f dapat dinyatakan sebagai fungsi sederhana
dari bilangan Reynolds dan bentuk sistem.
Secara jelas, untuk setiap aliran sistem yang diberikan, f tidak didefinisikan sampai A dan
K yang spesifik. Untuk lebih jelas lagi definisi dari faktor friksi akan dijelaskan sebagai berikut :
a. Untuk aliran di dalam saluran
A biasanya didapat dari permukaan yang basah, dan K didapat dari (v)2. Secara spesifik,
untuk pipa silinder dengan jari-jari R dan panjang L , faktor friksi (f) dapat didefinisikan
sebagai :
Fk = (2 ).( (v)2) (pers. 2)
Umumnya, yang dihitung bukanlah Fk, tetapi adalah perbedaan tekanan p0-pL dan perbedaan
ketinggian h0-hL.
Fk = [(p0-pL)+ g(h0-hL) R2 (pers. 3)
= (P0-PL) R2
Eliminasi Fk dari pers (2) dan (3) didapatkan :
-
(pers. 4)
Dimana D= 2R adalah diameter tube. Persamaan 4 menunjukkan bagaimana menghitung
f dari data eksperimen. Besarnya f terkadang disebut Faktor Friksi Fanning.
b. Untuk aliran disekitar objek yang tenggelam (submerged object)
Karakteristik luas daerah A biasanya diambil dari area yang didapat dengan
memproyeksikan padatan ke bidang yang tegak lurus dengan kecepatan dari fluida.
Besarnya K didapat dari (v)2 , dimana v merupakan kecepatan pendekatan dari fluida
yang memiliki jarak besar dari objek. Contohnya, untuk aliran disekitar bola dengan radius
R, sehingga didapatkan persamaan faktor friksi :
Fk = ( .R2)( (v)
2) (pers. 5)
Jika tidak mungkin untuk menghitung Fk, maka dapat menghitung terminal velocity dari
bola ketika bola jatuh melintasi fluida (dalam kasus ini, v memiliki interpretasi dengan
terminal velocity dari bola). Untuk bola jatuh dalam keadaan steady-state pada fluida, gaya
Fk hanya menjadi counterbalance oleh gaya gravitasi pada bola yang memiliki gaya ringan.
(pers. 6)
Eliminasi Fk antara persamaan (5) dan (6) didapat :
Persamaan ini dapat digunakan untuk mendapatkan f dari data terminal velocity. Faktor
friksi yang digunakan pada persamaan (5) dan (7) sering disebut dengan drag coefficient dan
diberikan simbol cD.
(Reff : Transport Phenomena (second edition) by R.Byron Warren E, Stewart and Edwin N,
Lighfoot.)
-
SUAD FATIHATI / 21030112130050
Heat Conduction With a Viscous Heat Source
Jika suhu pada pipa bagian dalam dijaga pada T = To, dan pipa bagian luar T = Tb, maka fluida
yang berada pada bagian antara dinding dalam dan dinding luar, T merupakan f(r).
ketika pipa bagian luar diberikan gaya
(digerakkan), maka akan terjadi transfer
energi dan transfer momentum,dimana
fluida pada bagian yang lebih dekat
sumber gerakan maka
kecepatannyalebih besar, sehingga
distribusi kecepatan digambarkan
sebagai fig.10.4-2.
Ketika pipa berputar maka akan timbul friksi antara fluida dan pipa yang dapat menghasilkan
panas, energi mekanik diubah menjadi energi pana. Volume sumber panas yang dihasilkan dari
viscous dissipation dilambangkan Sv , yang secara otomatis muncul pada persamaan energi
balance ketikamengkombinasikan vektor energi flux e yang sesuai dengan persamaan
Dengan x adalah jarak pipa
luar dan dalam, dan z adalah
panjang pipa.
-
YULITA NURUL ISLAMI / 21030112120009
Teori Difusi pada Polimer
Pada suatu polimer A yang larut didalam solven B maka molekul pada polimer
dimodelkan seperti rantai manik-manik, dimana setiap rantai tersebut tersusun secara linier. Pada
setiap molekul polimer tersebut terdapat koefisien friksi () yang diuraikan dengan hukum Stoke
yaitu ketahanan dari gerakan molekul polimer dalam solven.
Pada setiap pergerakan molekul, molekul pada polimer akan menyenggol molekul solven
disebelahnya dan begitu seterusnya. Hal ini disebut interaksi hidrodinamika. Teori untuk
memprediksi difusivitas pada polimer dengan jumlah (N) harus proporsional dengan nilai N-1/2
.
Karena jumlah monomer sebanding dengan berat molekul polimer (M), maka didapatkan
persamaan:
Sedangkan untuk self diffusion:
-
INDRI WAHYUNINGTYAS / 21030112120005
TEORI MOLEKUL PADA TEORI VISKOSITAS GAS DENSITAS RENDAH
Dalam menentukan mekanisme perpindahan momentum pada gas dengan melihat secara
sudut pandang molekular yaitu tiap satu molekul . Perhatikan gas murni berupa molekul
bulat, (rigid) tidak ada tarikan antar melekul dengan diameter d dan massa m. Terdapat
sejumlah n konsentrasi molekul per satuan volume. Konsentrasi molekul gas tersebut
cukup sedikit sehingga jarak rata-rata antar molekul berkali lipat terhadap diameter (d).
Pada keadaan setimbang gas, berdasarkan teori kinetik, kecepatan molekul relatif
terhadap kecepatan fluida v, memiliki arah yang acak dan memiliki besaran rata-rata.
K adalah konstanta Boltzmann
Frekuensi/jumlah tabrakan molekul pada sebuah sisi permukaan diam adalah Z
Untuk menentukan viskositas gas sebagai sifat molekul, kita perhatikan perilaku gas
ketika mengalir paralel terhadap sumbu x dengan gradien kecepatan dvx/dy . Kita
asumsikan persamaan diatas tetap valid pada situasi tak-setimbang, sehingga seluruh
kecepatan molekul dihitung relatif terhadap kecepatan rata-rata v pada daerah tabrakan
terakhir molekul tersebut
-
Fluks momentum sumbu x pada bidang konstan y adalah penjumlahan momentum x
molekul yang melewati arah positif y dan dikurangi momentum x yang melewati arah
yang berlawanan.
ayxayxyxvZmvZm
Kita asumsikan bahwa seluruh molekul memiliki kecepatan yang mewakili daerah
terakhir tabrakan dan profil kecepatan vx(y) dasarnya berupa linier untuk jarak rata-rata
beberapa jalur bebas.
yx berhubungan dengan hukum Newton tentang viskositas
adalah viskositas
Viskositas gas berbentuk bulat keras dengan densitas rendah
Nilai pengujian dibutuhkan untuk menentukan diameter d tabrakan tidak dipengaruhi
tekanan, hal ini sesuai hingga pengujian 10 atm sehingga pengujian menunjukkan
bergantung temperatur.
22
3
3
2
3
1
3
1
3
1
d
mkTuunm
dy
dvunm xyx
-
ATIQOH SABRINA DEWI / 21030112140166
Fluida Newtonian dan Fluida Non-Newtonian
Fluida Newtonian (istilah yang diperoleh dari nama Isaac Newton) adalah suatu fluida yang
memiliki kurva tegangan/regangan yang linier. Contoh umum dari fluida yang memiliki
karakteristik ini adalah air. Keunikan dari fluida newtonian adalah fluida ini akan terus mengalir
sekalipun terdapat gaya yang bekerja pada fluida. Hal ini disebabkan karena viskositas dari suatu
fluida newtonian tidak berubah ketika terdapat gaya yang bekerja pada fluida. Viskositas dari
suatu fluida newtonian hanya bergantung pada temperatur dan tekanan. Viskositas sendiri
merupakan suatu konstanta yang menghubungkan besar tegangan geser dan gradien kecepatan
pada persamaan
dengan
adalah tegangan geser fluida [Pa]
adalah viskositas fluida suatu konstanta penghubung [Pas]
adalah gradien kecepatan yang arahnya tegak lurus dengan arah geser [s
]
Fluida non-Newtonian adalah suatu fluida yang akan mengalami perubahan viskositas ketika
terdapat gaya yang bekerja pada fluida tersebut. Hal ini menyebabkan fluida non-Newtonian
tidak memiliki viskositas yang konstan. Berkebalikan dengan fluida non-Newtonian, pada fluida
Newtonian viskositas bernilai konstan sekalipun terdapat gaya yang bekerja pada fluida. Contoh
fluida non-Newtonian yaitu minyak dan oli.
-
ISTIQOMAH ANI SAYEKTI / 21030112140165
Tegangan geser
Tegangan geser terjadi jika suatu benda bekerja dengan dua gaya yang berlawanan arah,
tegak lurus sumbu batang, tidak segaris gaya namun pada penampangnya tidak terjadi momen.
Sebagai gambaran, dapat dicontohkan dengan sebuah buku yang diletakan diatas meja.
Kemudian geser permukaan buku tersebut paralel terhadap pemukaan meja (ini adalah contoh
gaya yang bekerja tangential), kemudian punggung buku menahan gaya tersebut dengan
sebuah sudut tertentu, selain itu pada bagian atas buku bergeser dengan jarak tertentu.
Hubungan Gaya Geser (F) dengan Tegangan Geser () serta Luas Benda (A) dijabarkan dalam
persamaan:
Pada fluida newtonian, tegangan gesernya berbanding lurus secara linier
dengan gradien kecepatan pada arah tegak lurus dengan bidang geser. Definisi ini memiliki arti
bahwa fluida newtonian akan mengalir terus tanpa dipengaruhi gaya-gaya yang bekerja pada
fluida.
Konstanta yang menghubungkan tegangan geser dan gradien kecepatan secara linier dikenal
dengan istilah viskositas. Persamaan yang menggambarkan perlakuan fluida Newtonian
adalah:
di mana
adalah tegangan geser yang dihasilkan oleh fluida
adalah viskositas fluida-sebuah konstanta proporsionalitas
adalah gradien kecepatan yang tegak lurus dengan arah geseran
-
KIKI RIZKI FATIMAH / 21030112140157
Hukum kekekalan massa disebut juga sebagai prinsip
kontinuitas (Principle of Continuity). Prinsip tersebut
menyatakan bahwa laju perubahan massa fluida yang
terdapatdalam ruang yang ditinjau pada selang waktu dt harus
sama dengan perbedaan antara laju massa yang masuk dan laju
massa yang keluar ke dan dari elemen fluida yang ditinjau.
Prinsip kontinuitas menyatakan kekekalan massa dalam
ruang berisi fluida yang ditinjau. Hubungan kekontinuitasan
diproleh dari pertimbangan bahwa perubahan massa fluida
didalam suatu volume elemen fluida (dx dy dz) selama waktu dt
sama dengan perbedaan antara laju massa yang masuk dan
keluar, ke dan dari, elemen fluida yang sedang ditinjau dalam selang waktu yang sama (dt).
Persamaannya dapat ditulis sebagai berikut:
Masuk:
Pada sumbu x Pada sumbu y
Pada sumbu z
Keluar:
Pada sumbu x Pada sumbu y
Pada sumbu z
Sehingga,
Persamaan di atas dibagi dengan x y z t sehingga,
Dengan menganggap bahwa y, x, ,z dan t mendekati nol, maka,
Atau, dapat juga ditulis :
Sedangkan, jika suatu fluida merupakan fluida incompressible, dimana densitasnya adalah tetap,
maka persamaannya akan berubah menjadi,
Catatan :
Operator diferensial vektor, , dikenal sebagai nabla atau del ditentukan berdasarkan koordinat, yaitu sebagai berikut
Gambar 1. Fixed volume elemen
x y z ketika suatu fluida mengalir.
-
RIZKY ARDIAS D / 21030112140170
Dialisis adalah proses perpindahan molekul terlarut dari suatu campuran larutan yang terjadi
akibat difusi pada membran semi-permeabel Molekul terlarut yang berukuran lebih kecil dari
pori-pori membran tersebut dapat keluar, sedangkan molekul lainnya yang lebih besar akan
tertahan di dalam kantung membrane. Selulosa adalah salah satu jenis materi penyusun membran
dialisis yang cukup umum dipakai karena bersifat inert untuk berbagai jenis senyawa
atau molekul yang akan dipisahkan. Laju difusi ditentukan oleh beberapa kondisi:
Konsentrasi molekul pelarut yang akan keluar dari kantung dialisis. Jika konsentrasi molekul
terlarut di lingkungan lebih kecil dibandingkan dengan yang ada di dalam kantung dialisis
maka laju difusi akan semakin cepat.
Luas permukaan kantung dialisis. Semakin luas permukaan membran yang digunakan maka
laju difusi akan semakin cepat
Volume pelarut. Jika rasio luas permukaan membran dengan volume pelarut besar maka laju
difusi akan berlangsung dengan cepat karena molekul terlarut dapat berdifusi dalam jarak
yang dekat.[1]
-
ZAIDIR SYAH MAULANA / 21030112120002
MACROSCOPIC MASS BALANCE For ISOTHERMAL FLOW SYSTEMS
Pada sistem yang ditunjukkan pada buku Transport Phenomena oleh Bird, halaman 197 gambar
7.0-1 menunjukkan bahwa fluida masuk ke sistem pada plane 1 dengan penampang S1 dan
meninggalkan plane 2 dengan penampang S2. Dan kecepatan rata rata yaitu v1 ketika masuk dan
v2 ketika keluar.
Disini kita mengansumsi bahwa : pada plane 1 dan 2 waktu kecepatan dibuat tegak lurus dengan
penampang dan pada plane 1 dan 2 densitas dan sifat fisik lainnya dibuat sama atau seragam
terhadap penampang.
Untuk persamaan umumnya diperoleh :
Dari persamaan diatas dapat kita lihat bahwa untuk keadaan dimana unsteady-state macroscopic
mass balance menjadi
Namun untuk keadaan dimana steady state maka menjadi , dngan asumsi bahwa single input, single output, densitas konstan sepanjang permukaan
-
LASMARIA PESTA MELISA SINAGA / 21030112130125
DIFUSI
Difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian
berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah, difusi akan terus terjadi hingga
seluruh partikel tersebar luas secara merata atau mencapai kesetimbangan dimana perpindahan
molekul tetap terjadi walaupun tidak ada perbedaan konsnetrasi.
Contoh : pemberian gula pada cairan teh tawar, lama kelamaan akan menjadi manis.
Faktor-faktor yang mempengaruhi difusi:
1. Ukuran partikel, semakin kecil ukuran partikel semakin cepat partikel itu bergerak
sehingga kecepatan difusi semakin tinggi.
2. Ketebalan membran. Semakin tebal membran semakin lambat kecepatan difusi.
3. Perbedaan konsentrasi, semakin besar perbedaan 2 konsentrasi semakin lambat kecepatan
difusinya.
4. Suhu, semakin tinggi suhu, partikel mendapatkan energi untuk bergerak lebih cepat
makan kecepatan difusinya besar.
-
PULUNG SAMBADHA / 21030112120023
Transfer Massa Pada Media Berpori
Media berpori merupakan suatu alat yang yang sangat penting dan banyak di aplikasikan pada
transfer massa. Seperti pada peristitiwa katalisis, reaktan akan menembus, teradsorspsi di
permukaan katalis. Dan hal itulah yang membuat terjadinya reaksi kimia dngan batuan katalis.
Media berpori juga banyak digunakan pada industry makanan, farmasi, kemudian untuk
merecovery minyak bumi. Porous media yang banyak dikembangkan saat ini ada membrane,
dengan manfaat yang sangat banyak, dan propek ke depan yang sangat bagus.Kita perlu
memahami proses transfer massa pada media berpori, dan diharapkan bisa mengembangkannya.
-
AININU NAFIUNISA / 21030112130076
Perbandingan Aliran Turbulen Dan Laminer Pada Pipa Nonsirkular
Bentuk pipa tidak semua berbentuk silinder bulat, ada juga pipa yang berbentuk nosirkular salah
satunya bentuk segitiga. Fluida yang mengalir didalam pipa ini ada 2 jenis yaitu turbulen dan
laminar. Bentuk aliran fluidanya akan menunjukan profil yang berbeda.
Pada aliran laminar, fluida akan mengalir secara lurus ke arah z, aliran ini akan paralel dengan
dinding pipa. Seperti dapat dilihat dalam gambar berikut.
Gambar A. Profil aliran laminar pada pipa nonsirkular
Sedangkan pada aliran turbulen terjadi perbedaan yang cukup kontras. Pada aliran
turbulen akan terjadi superposisi pada aliran ke arah z (aliran primer) dimana terjadi aliran yang
lain ke arah sumbu x dan y, yang disebut aliran sekunder. Aliran sekunder ini lebih lemah
daripada aliran primernya dan tersusun secara geometris membentuk 6 pusaran simetris
disekeliling pola pipa. Seperti dapat dilihat dalam gambar dibawah ini.
Gambar B. profil aliran turbulen pada pipa nonsirkular
QONITA ANGGRAINI / 21030112130112
Konduktivitas Termal Efektif Pada Komposit Padat
-
Konduktivitas termal pada komposit padat adalah konduktivitas termal pada dua fase padat,
dimana satu fasepadat menyebar pada fase padat lainnya, atau padatan memiliki pori seperti
granula, dan plastic foam.
Namun, untuk konduksi mantap bahan-bahan ini dapat dianggap sebagai bahan homogeneus
dengan conductivty termal yang efektif (keff), dan suhu dan fluks komponen ditafsirkan kembali
sebagai rata-rata jumlah analog atas volume yang besar terhadap skala heterogenitas tapi kecil
terhadap keseluruhan dimensi sistem konduksi panas
Pertama-tama memperkirakan konduktivitas dari heterogeneous solid dengan persamaan
Maxwell. Ia mempertimbangkan material yang berbentuk bola dengan konduktivitas termal k1
masuk secara kontinu ke fase solid dengan konduktivitas termal k0. Fraksi volume dari bola
cukup kecil dan tidak berinteriksi termal. Satu hal tersebut Yang merupakan salah satu perlu
mempertimbangkan hanya konduksi termal di sebuah media besar yang hanya berisi satu
tertanam sphere. Kemudian dengan derivasi sederhana
ARKHEI BENOID GINDI / 21030112130061
Maxwell Model
-
Model ini merupakan equation yang bisa mendefinisikan suatu fluida yang viskositasnya tinggi
dan elastis. Persamaannya sebagai berikut
Dimana menggambarkan constanta waktu dan menggambarkan zero
shear rate viscosity. Ketika tekanan berubah seiring dengan jalannya waktu, maka equation akan
berubah menjadi persamaan Newtonian. Namun ketika terjadi perubahan yang sangat cepat di
dalam tekanan, dan setelah diintegrasikan terhadap waktu maka persamaannya menjadi
persamaan Hooke.
Jadi dengan jelas bahwa persamaan ini dapat menggambarkan hubungan antara viskositas dan
elastisitas.
Salah satu contohnya adalah mainan anak-anak yaitu silly putty atau lilin-lilin. Apabila ditekan
oleh telapak tangan dan jari maka ia bisa bersifat elastis namun ketika dibuat bola dan dilempar
ke permukaan yang keras maka ia akan memantul yang menunjukkan sifat viskositasnya.
RAY EDWIN SALIM / 21030112140182
Viskositas dari Emulsi dan Suspensi
-
Viskositas pda sebuah larutan bersuspensi ataupun emulsi berbeda dengan viskositas dari
model fluida Newtonian karena adanya dua phase dalam satu sistem. Namun dalam perhitungan
dua fase ini seringkali diasumsikan bahwa fluida memiliki satu fase dimana hukum Newton
tentang viskositas diberi beberapa perubahan yaitu viskositas dirubah menjadi viskositas efektif
dan kecepatan dari komponen dibuat tanpa tanda perubahan yang menganalogikan sebuah
jumlah yang dirata-ratakan pada volume yang besar.
Viskositas ini dihitung dengan menganalisa pergerakan fluida dalam sebuah bola dan
digunakan persamaan Einstein:
Dimana adalah viskositas medium dan adalah fraksi volume. Untuk suspensi encer
partikel yang bentuknya berbeda-beda konstanta 5/2 diganti dengan koofisien lain tergantung
dari bentuknya. Sedang untuk suspense yang konsentrasinya tinggi ( ) interaksi partikel
menjadi lebih tinggi dan digunakan persamaan Mooney:
Dimana adalah konstanta empiris diantara 0.74 dan 0.52, tergantung dari jenis packing
partikel.
Cara lain untuk suspense berkonsentrasi tinggi adalah cell theory dimana ada analisa
disipasi energy dari squeezing flow. Disini digunakan persamaan Graham:
Dimana
dan adalah volume fraksi yang didapat dari eksperimen yang
paling dekat dengan packing bola tersebut. Hal ini memberi kondisi pada persamaan Einstein
dimana .
Dapat juga digunakan persamaan Krieger-Dougherty:
Disini nilai A dan dapat dilihat dari table 1.6-1 pada buku Transport Phenomena oleh Bird halaman
IMAM NOOR SAID / 21030112130068 Bilangan Grashof
-
Bilangan grashof merupakan grup tak berdimensi yang dapat dipandang sebagai sebuah
ukuran kekuatan relative daya apung dan gaya kental. Pada konveksi alami biasanya ditekan
pada Gr yang cukup kecil, mulai pada suatu nilai kritis dari Gr, yang bergantung pada system
tersbut, maka kemudian menjadi semakin lebih efektif jika Gr bertambah besar. Hal ini dinamai
oleh insinyur Jerman Franz Grashof.
Bilangan Grashof didapat dari
Dimana :
g = percepatan gravitasi bumi
= volumetrik koefisien ekspansi termal
Tw = temperatur permukaan
T = suhu massal
L = panjang
= viskositas kinematik
Transisi ke aliran turbulen terjadi pada kisaran bilangan grashod 108
-
Natural convection
Free convection/natural convection adalah perpindahan panas akibat aliran fluida tanpa bantuan
alat (secar alami). Ciri-ciri konveksi bebas adalah :
1. Pada aliran ditentuka oleh gaya buoyant (gaya apung).cara ini ini timbul dari adanya
variasi masa jenis yang selalu diikuti dengan adanya perbedaan temperature fluida.
2. Profil kecepatan aliran fluida dan profil suhu sangat tergantung karena penyebab aliran
fluida adalah perbedaan suhu.
3. Angka Nuselt pada natural convection tergantung pada graschoff dan prandalt
Contoh konveksi bebas: perpindahan panas yang terjadi dari jalan aspal yang panas ke
udara sekeliling tanpa angin. Udara yang berhubungan dengan aspal memiliki masa jenis
lenih rendah daripada udara yang lebih dingin (jauh dari aspal) sehingga sirkulasi udara
(fluida) udara lebih hangat bergerak ke aras dan udara lebih dingin bergerak ke bawah.
-
ANISSA GHAISANI SYAPUTRI
21030111130046
Perbaikan (Angkatan 2011)
FLUIDA
Fluida adalah sub-himpunan dari fasa benda, termasuk cairan, gas, plasma, dan padat. Fluida
memiliki sifat tidak menolak terhadap perubahan bentuk dan kemampuan untuk mengalir
(atau umumnya kemampuannya untuk mengambil bentuk dari wadah mereka). Sifat ini
biasanya dikarenakan sebuah fungsi dari ketidakmampuan mereka mengadakan shear stress dalam equilibrium statik. Konsekuensi dari sifat ini adalah hukum Pascal yang menekankan
pentingnya tekanan dalam mengkarakterisasi bentuk fluida.
1. Newtonian Suatu fluida yang memiliki kurva tegangan/regangan yang linier. Fluida ini akan terus
mengalir sekalipun terdapat gaya yang bekerja pada fluida karena viskositasnya tidak
berubah ketika terdapat gaya yang bekerja terhadap fluida. Viskositas fluida
newtonian hanya bergantung pada temperatur dan tekanan.
2. Non-Newtonian Suatu fluida yang akan mengalami perubahan viskositas ketika terdapat gaya yang
bekerja pada fluida tersebut menyebabkan fluida ini tidak memiliki viskositas yang
konstan.
-
Nama : Deariska NIM : 21030112130085 Kelas : B
-
Nama : Siti Munfarida
NIM : 21030112130127
Kelas : B
GAYA KONVEKSI
Konveksi dibedakan menjadi dua,yaitu konveksi bebas dan konveksi paksaan. Masalah heat
transfer di industri biasanya termasuk salah satu dari kedua proses,atau gabungan keduanya
(konveksi campuran). Kali ini yang dibahas adalah konveksi pada tabung atau pipa,dengan
pembatasan kondisi,akan membuat lebih mudah untuk diselesaikan secara analitis.
Viskositas fluida dengan sifat fisika ( ,k , ,p ) diasumsikan konstan dalam aliran
laminer yang berjari-jari R.
Untuk Z < 0, temperatur fluida seragam,seperti inputnya,
Untuk Z > 0, ada fluks panas radiasi yang dianggap konstan qr =-qo, di dinding.
Contohnya ketika pipa dilapisi dengan pemanas elektrik,yaitu qo positif. Kemudian
ketika pipa mengalami pendinginan,maka qo negatif.
Perpindahan panas konveksi paksa Perpindahan panas konveksi bebas
Pola aliran terutama ditentukan oleh
gaya luar
Pola aliran ditentukan oleh gaya yang
terdapat pada panas fluida
Awalnya, profil kecepatan ditemukan
kemudian digunakan untuk menentukan
profil temperatur (biasanya untuk fluida
dengan sifat kimia konstan)
Profil kecepatan dan profil temperatur
adalah saling tergantung
Bilangan Nusselt tergantung pada
bilangan Reynold dan Prandtl
Bilangan Nusselt tergantung pada
bilangan Grashoft dan Prandtl
-
Nama: Muhamad Alif H
NIM: 21030112130063
Kelas B
Aliran Laminer adalah aliran fluida yang ditunjukkan dengan gerak partikel-partikel fluidanya
sejajar dan garis-garis arusnya halus. Dalam aliran laminer, partikel-partikel fluida seolah-olah
bergerak sepanjang lintasan-lintasan yang halus dan lancar, dengan satu lapisan meluncur secara
mulus pada lapisan yang bersebelahan.
Aliran Turbulen merupakan aliran yang kecepatan alirnya relatif besar akan menghasilakan aliran
yang komplek, lintasan gerak partikel saling tidak teratur antara satu dengan yang lain. Sehingga
ciri dari aliran turbulen adalah tidak adanya keteraturan dalam lintasan fluidanya, aliran banyak
bercampur, kecepatan fluida tinggi. Karakteristik aliran turbulen ditunjukkan oleh terbentuknya
pusaran-pusaran dalam aliran, yang menghasilkan percampuran terus menerus antara partikel
partikel cairan di seluruh penampang aliran.
Untuk membedakan aliran apakah turbulen atau laminer, terdapat suatu angka tidak bersatuan yang
disebut Angka Reynold (Reynolds Number). Angka ini dihitung dengan persamaan sebagai
berikut:
Re= ..
Dimana:
Re= Bilangan Reynold
= densitas fluida
D= diameter pipa
V= kecepatan aliran fluida
= viskositas fluida
-
Menurut hasil percobaan oleh Reynold, apabila angka Reynold kurang daripada 2000, aliran
biasanya merupakan aliran laminer. Apabila angka Reynold lebih besar daripada 4000, aliran
biasanya adalah turbulen. Sedang antara 2000 dan 4000 merupakan transisi antara aliran laminar
dan turbulen.
-
Nama : Danugra Martantyo
NIM : 21030112140054
Kelas : B
Tekanan Osmotik
Osmosis adalah proses merembesnya atau
mengalirnya pelarut ke dalam larutan melalui
selaput semipermiabel. Proses perembesan hanya
terjadi dari larutan yang mempunyai konsentrasi
yang kecil ke dalam larutan berkonsentrasi besar.
Selaput permeabel merupakan selaput yang hanya
dapat dilewati oleh partikel-partikel dengan ukuran
tertentu.
Tekanan osmotik atau osmosa adalah tekanan yang diperlukan, sehingga terjadi penghentian
aliran pelarut ke dalam larutan.
Rumus untuk menghitung Tekanan Osmosis adalah :
1. Untuk larutan non elektrolit
= M. R. T atau M = n/V 2. Untuk larutan elektrolit
= M. R. T. i
Dengan :
= tekanan osmosis larutan (atm)
M = molaritas larutan
R = 0,082 lt.atm.K-1
T = suhu dalam Kelvin
i = faktor Vant Hoff
n = mol zat terlarut
V = volume larutan
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/sifat-koligatif-dan-koloid/tekanan-
osmotik/