Distribusi Konsentrasi Pada Keadaan Solid Dan Aliran Laminer
Distribusi Konsentrasi Pada Keadaan Solid Dan Aliran Laminer
Distribusi Konsentrasi Pada Keadaan Solid Dan Aliran Laminer
Kesetimbangan Massa
Masalah difusi dapat diselesaikan dengan membuat
kesetimbangan massa.
kolom
,keadaan
d cD AB dx A
0
dz 1 x A dz
Dua kontanta
dan
yaitu:
Di mana (pers17.2.13):
Di mana (pers17.2.13):
N Az
z z1
cD AB dx A
1 x A1 dz
cD AB dxB
z z1
xB1 dz
cD AB xB 2
ln
z z1
( z2 z1 ) xB1
N Az
z z1
cD AB
( x A1 x A 2 )
( z2 z1 )( xB ) ln
N Az
z z1
( pD AB RT ) pB 2
( pD AB RT )
ln
( p A1 p A 2 )
( z2 z1 )
pB1 ( z2 z1 )( pB )ln
1 g mole
1
1
1
1
N CCl 4 (0.0208cm 3 ) 1.59 cmg 3
2
4
g
154
0.82 cm 3.6 10 sec
g mole
7.26 10 9
cm 2 sec
D CCl 4 O2
N CCl 4 z2 z1 RT
p ln pO2 2 pO2 1
77 56 50 2.303 log10 77 52 52
0.0636cm 2sec -1
NBr = 0
a.Turunkan persamaan untuk difusi pada lapisan spherical (spherical
shell), yang analog dengan pers 17.2-10 (profil konsentrasi) dan pers
17.2-14 (flux molar); sesuai dengan gbr 17.2-3
b.gunakan hasil diatas untuk menggambarkan difusi pada
nonisothermal film dimana suhu berubah sesuai dengan jarak yang
dinyatakan dalam :
T r
T1 r1
D AB T
D T
AB ,1 1
d 2 cD AB dx A
r
0
dr 1 x A dr
d 2
r N Ar 0
dr
Untuk suhu konstan, perkalian cDAB adalah konstan, dan pers 17.2-
xB
xB 2
xB
xB
1
1
1 r1 1 r
1 r1 1 r2
WA 4r1 N Ar
2
r r1
4cD AB
xB 2
ln
1 r1 1 r2 xB1
b. Untuk kondisi non isothermal, gabungan pers 17.2-16 dan 17.2-17 memberikan
variasi diffusivity dengan bentuk
D AB
r
r
D
AB ,1
1
3n 2
d 2 pD AB ,1 RT1 r
r
dr
1 xA
r1
n2
dx A
0
dr
W A 4r1 N Ar
2
r r1
4 pD AB ,1 RT1 1 n 2 xB 2
ln
1 n 2
1 n 2
n 2
r1
r2
r1
xB1
Dimerization 2A A2
Example 17.3-1
DIFFUSION WITH
HOMOGENEOUS
CHEMICAL REACTION
A + B AB
Gas A terlarut dalam larutan B dan berdifusi ke
dalam fase larutan, maka persamaan yang
terbentuk
Pada kondisi
Dimana b1 =
Example 17.4-2
Solution 17.4-1
Solution 17.4-1
Solution 17.4-1
Solution 17.4-1
Setelah di integrasikan maka hasilnya adalah
(forced-convection)
x
v max 1
c A
2c A
x 2
Total mol A yang ditransfer per satuan waktu dari gas ke cairan
film
4
W A WLc A0
v max
dc A
dr
Effectiveness factor:
di mana K k1 " a /
r
R
3
( K coth K 1)
2
K
R 3
Sp
dengan Vp dan Sp adalah volume dan luas permukaan partikel
tunggal.
Effectiveness factor:
di mana
k1 " a /
1
(3 coth 3 1)
3
Vp
Sp