L DA
dx d
DA m
B A
evap
ρ ρ
ρ
− =
− =
2.23 Dalam bentuk fraksi massa dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut :
dx dw
DA m
evap
ρ
− =
2.24 Dan dalam bentuk fraksi mol dapat dirumuskan dengan persamaan berikut :
dx dy
CDA N
− =
2.25 Dimana :
evap
m
= Laju penguapan kgdet D
= Koeffisien difusi massa suatu zat pada mediumnya m
2
det A
= Luas penampang perpindahan panas m
2
ρ
= Massa jenis kgm
3
w = Fraksi massa
y = Fraksi mol
N = Laju perpindahan massa kmoldet
2. Koefisien Difusi Massa
Salah satu pasangan zat yang paling banyak aplikasinya adalah uap air dan udara. Secara khusus persamaan koefisien difusi massa pasangan ini telah
dirumuskan oleh Marrero dan Mason 1972. Persamaan ini hanya berlaku untuk interval suhu 280K T 450K dan dapat dituliskan sebagai berikut
[3]
: P
T x
D
udara air
072 ,
2 10
10 87
, 1
− −
= 2.26
Dimana :
udara air
D
−
= Koeffisien difusi massa air pada udara dan sebaliknya m
2
s T
= Temperatur K P
= Tekanan atm
3. Konsentrasi di Bidang Batas
Meskipun bentuk persamaan dan teknik-teknik penyelesaian kasus perpindahan massa sama dengan perpindahan panas, tetapi jika dibandingkan,
Universitas Sumatera Utara
analisis kasus perpindahan massa lebih rumit daripada kasus pepindahan panas. Hal ini dikarenakan teknik menentukan nilai konsentrasi di bidang batas berbeda.
Pada kasus-kasus perpindahan panas yang melibatkan dua medium, temperatur pada bidang batas bersifat kontinu. Artinya tepat di bidang batas temperatur pada
kedua medium bernilai sama. Misalnya ada dua medium seperti yang ditampilkan pada gambar 2.15, medium 1 adalah udara, dan medium 2 adalah air. Pada
pertemuan bidang, misalkan temperaturnya adalah temperatur batas disimbolkan dengan T. Maka T
1
adalah temperatur batas di sisi medium 1 dan T
2
adalah temperatur batas di sisi medium 2. Maka, pada bidang batas ini T
1
pasti sama dengan T
2
, atau T
1
= T
2
. Dengan fakta ini, menentukan nilai temperatur bidang batas tidak ada masalah karena temperatur bersifat kontinu.
[3]
Pada kasus perpindahan massa hal ini tidak berlaku dan perlu penanganan khusus untuk menentukannya. Sebagai ilustrasi, pada gambar 2.15 ditampilkan
konsentrasi di bidang batas C
1
dan C
2
, artinya masing-masing adalah konsentrasi uap air di bidang batas sisi udara dan konsentrasi air di bidang batas sisi air. Pada
kasus ini, nilai C
1
dan C
2
tidak sama C
1
≠ C
2
. Grafik yang menyatakan hubungan antara konsentrasi dan posisi vertikal pada pertemuan medium
ditampilkan pada gambar 2.15, dapat dilihat adanya lompatan konsentrasi di permukaan dari C
1
menjadi C
2
. Jika hanya zat 2 yang ada air, atau kandungan zat lain yang terlarut di dalam air diabaikan, maka konsentrasi dipermukaan C
1
harus menggunakan kesetimbangan termodinamika.
[3]
Gambar 2.15 Temperatur dan konsentrasi pada bidang batas dua medium
[3]
4. Kasus Perpindahan Massa Uap Cairan Berdifusi ke Gas.
