Kemudian jika pada perpindahan panas konveksi bilangan Nusselt untuk merumuskan koefisien perpindahan panas, maka pada perpindahan massa
menggunakan bilangan Sherwood. Rumus bilangan Nusselt adalah : k
L h
Nu =
2.33 Dimana h [Wm
2
.K] adalah koefisien perpindahan panas konveksi, k [Wm.K] adalah koefisien konduksi dan L
[m] adalah panjang karakteristik. Maka rumus bilangan Sherwood akan mempunyai bentuk yang sama , yaitu :
D L
h Sh
m
=
2.34 Dimana
m
h [ms] adalah koefisien perpindahan massa konveksi, L [m] adalah
panjang karakteristik dan D [m
2
det] adalah difusivitas massa.
Bilangan tanpa dimensi berikutnya yang dapat digunakan adalah bilangan Stanton, untuk kasus perpindahan panas didefinisikan sebagai berikut :
Pr .
Re .
Nu Uc
h St
= =
ρ 2.35
Dengan menggunakan analogi yang sama, untuk kasus perpindahan massa bilangan Stanton adalah :
Sc Sh
U h
St
m m
. Re
= =
2.36
1. Rumus-rumus konveksi perpindahan massa dan perpindahan panas
Persamaan menghitung laju perpindahan panas konveksi dari suatu permukaan seluas A dengan temperatur T
s
ke lingkungan yang mempunyai temperatur
∞
T
dapat dirumuskan dengan persamaan
[3]
:
∞
− =
T T
hA Q
s
2.37
Dengan analogi yang sama, perpindahan massa dapat dirumuskan dengan persamaan :
∞
− =
ρ ρ
s m
evap
A h
m
2.38 Dimana :
evap
m
= Laju penguapan kgdet
Universitas Sumatera Utara
m
h = Koefiesien perpindahan massa konveksi mdet
A = Luas penampang perpindahan panas m
2 s
ρ
= Massa jenis pada permukaan benda kgm
3 ∞
ρ
= Massa jenis fluida yang mengalir kgm
3
Seperti yang telah dirumuskan pada persamaan-persamaan menghitung bilangan Nu dapat diambil kesimpulan bahwa :
Nu = f Re, Pr 2.39
Maka persamaan bilangan Sherwood adalah : Sh = f Re,Sc
2.40
Untuk beberapa kasus, analogi ini dapat dituliskan sebagai berikut : Konveksi paksa melalui plat datar sepanjang L
a Aliran laminar
5
10 5
Re x
3 1
5 ,
Pr Re
664 ,
L
Nu =
Pr 0,6 2.41
3 1
5 ,
Re 664
, Sc
Sc
L
=
Sc 0,5 2.42
b Aliran turbulen
7 5
10 Re
10 5
≤ x
3 1
7 ,
Pr Re
037 ,
L
Nu =
Pr 0,6 2.43
3 1
8 ,
Re 037
, Sc
Sc
L
=
Sc 0,5 2.44
2. Perpindahan Massa Konveksi natural
Seperti sudah disebutkan, jika konveksi paksa didorong oleh bilangan Reynolds maka konveksi natural oleh bilangan Grashof. Pada kasus perpindahan
massa dengan cara konveksi natural, bilangan Grashof dirumuskan sebagai berikut
[3]
:
2 3
v L
g Gr
c s
ρ ρ
− =
∞
2.45 Beberapa hubungan bilangan Nu dan bilangan Sh pada perpindahan massa
konveksi natural adalah sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
a Plat vertikal Untuk
9 5
10 Pr
10 ≤ Gr
berlaku
25 ,
Pr 59
, Gr
Nu =
, maka dengan syarat yang sama berlaku :
25 ,
59 ,
GrSc Sh
=
2.46 Untuk
13 9
10 Pr
10 ≤ Gr
berlaku,
3 1
Pr 1
, 0 Gr
Nu =
,
maka dengan syarat yang sama berlaku :
3 1
1 ,
0 GrSc Sh
=
2.47 b Permukassn panas pada bagian atas pada bidang horizontal
Untuk
7 4
10 Pr
10 ≤ Gr
berlaku
25 ,
Pr 54
, Gr
Nu =
, maka dengan syarat yang sama berlaku :
25 ,
54 ,
GrSc Sh
=
2.48 Untuk
11 7
10 Pr
10 ≤ Gr
berlaku,
3 1
Pr 15
, Gr
Nu =
,
maka dengan syarat yang sama berlaku :
3 1
15 ,
GrSc Sh
=
2.49
3. Analogi Reynold
