Wärmeflussrate durch eine sphärische Verbundwand aus zwei Schichten in Reihe Taschenrechner

✖Die Innenoberflächentemperatur ist die Temperatur an der Innenoberfläche der Wand, sei es eine ebene Wand, eine zylindrische Wand, eine kugelförmige Wand usw.ⓘ Innere Oberflächentemperatur [T_i]			+10% -10%
✖Die Außenoberflächentemperatur ist die Temperatur an der Außenoberfläche der Wand, sei es eine ebene Wand, eine zylindrische Wand, eine kugelförmige Wand usw.ⓘ Äußere Oberflächentemperatur [T_o]			+10% -10%
✖Die Wärmeleitfähigkeit des ersten Körpers wird als Wärmemenge ausgedrückt, die pro Zeiteinheit durch eine Flächeneinheit des ersten Körpers mit einem Temperaturgradienten von einem Grad pro Distanzeinheit fließt.ⓘ Wärmeleitfähigkeit des 1. Körpers [k₁]			+10% -10%
✖Der Radius der ersten konzentrischen Kugel ist der Abstand vom Mittelpunkt der konzentrischen Kugeln zu einem beliebigen Punkt auf der ersten konzentrischen Kugel oder dem Radius der ersten Kugel.ⓘ Radius der ersten konzentrischen Kugel [r₁]			+10% -10%
✖Der Radius der zweiten konzentrischen Kugel ist der Abstand vom Mittelpunkt der konzentrischen Kugeln zu einem beliebigen Punkt auf der zweiten konzentrischen Kugel oder dem Radius der zweiten Kugel.ⓘ Radius der 2. konzentrischen Kugel [r₂]			+10% -10%
✖Die Wärmeleitfähigkeit des zweiten Körpers wird als Wärmemenge ausgedrückt, die pro Zeiteinheit durch eine Flächeneinheit des zweiten Körpers mit einem Temperaturgradienten von einem Grad pro Distanzeinheit fließt.ⓘ Wärmeleitfähigkeit des 2. Körpers [k₂]			+10% -10%
✖Der Radius der dritten konzentrischen Kugel ist der Abstand vom Mittelpunkt der konzentrischen Kugeln zu einem beliebigen Punkt auf der dritten konzentrischen Kugel oder dem Radius der dritten Kugel.ⓘ Radius der 3. konzentrischen Kugel [r₃]			+10% -10%

✖Der Wärmestrom einer Wand aus zwei Schichten ist die Wärmemenge, die pro Zeiteinheit in das Material übertragen wird. Wärme ist der Fluss thermischer Energie, der durch ein thermisches Ungleichgewicht angetrieben wird.ⓘ Wärmeflussrate durch eine sphärische Verbundwand aus zwei Schichten in Reihe [Q^']

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Formel

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Wärmeflussrate durch eine sphärische Verbundwand aus zwei Schichten in Reihe

Formel

`"Q"^{"'"} = ("T"_{"i"}-"T"_{"o"})/(1/(4*pi*"k"_{"1"})*(1/"r"_{"1"}-1/"r"_{"2"})+1/(4*pi*"k"_{"2"})*(1/"r"_{"2"}-1/"r"_{"3"}))`

Beispiel

`"1.388915W"=("305K"-"300K")/(1/(4*pi*"0.001W/(m*K)")*(1/"5m"-1/"6m")+1/(4*pi*"0.002W/(m*K)")*(1/"6m"-1/"7m"))`

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Wärmeflussrate durch eine sphärische Verbundwand aus zwei Schichten in Reihe Lösung

SCHRITT 0: Zusammenfassung vor der Berechnung

Gebrauchte Formel

Wärmeflussrate einer Wand aus 2 Schichten = (Innere Oberflächentemperatur-Äußere Oberflächentemperatur)/(1/(4*pi*Wärmeleitfähigkeit des 1. Körpers)*(1/Radius der ersten konzentrischen Kugel-1/Radius der 2. konzentrischen Kugel)+1/(4*pi*Wärmeleitfähigkeit des 2. Körpers)*(1/Radius der 2. konzentrischen Kugel-1/Radius der 3. konzentrischen Kugel))
Q^' = (T_i-T_o)/(1/(4*pi*k₁)*(1/r₁-1/r₂)+1/(4*pi*k₂)*(1/r₂-1/r₃))
Diese formel verwendet 1 Konstanten, 8 Variablen

Verwendete Konstanten

pi - Archimedes-Konstante Wert genommen als 3.14159265358979323846264338327950288

Verwendete Variablen

Wärmeflussrate einer Wand aus 2 Schichten - (Gemessen in Watt) - Der Wärmestrom einer Wand aus zwei Schichten ist die Wärmemenge, die pro Zeiteinheit in das Material übertragen wird. Wärme ist der Fluss thermischer Energie, der durch ein thermisches Ungleichgewicht angetrieben wird.
Innere Oberflächentemperatur - (Gemessen in Kelvin) - Die Innenoberflächentemperatur ist die Temperatur an der Innenoberfläche der Wand, sei es eine ebene Wand, eine zylindrische Wand, eine kugelförmige Wand usw.
Äußere Oberflächentemperatur - (Gemessen in Kelvin) - Die Außenoberflächentemperatur ist die Temperatur an der Außenoberfläche der Wand, sei es eine ebene Wand, eine zylindrische Wand, eine kugelförmige Wand usw.
Wärmeleitfähigkeit des 1. Körpers - (Gemessen in Watt pro Meter pro K) - Die Wärmeleitfähigkeit des ersten Körpers wird als Wärmemenge ausgedrückt, die pro Zeiteinheit durch eine Flächeneinheit des ersten Körpers mit einem Temperaturgradienten von einem Grad pro Distanzeinheit fließt.
Radius der ersten konzentrischen Kugel - (Gemessen in Meter) - Der Radius der ersten konzentrischen Kugel ist der Abstand vom Mittelpunkt der konzentrischen Kugeln zu einem beliebigen Punkt auf der ersten konzentrischen Kugel oder dem Radius der ersten Kugel.
Radius der 2. konzentrischen Kugel - (Gemessen in Meter) - Der Radius der zweiten konzentrischen Kugel ist der Abstand vom Mittelpunkt der konzentrischen Kugeln zu einem beliebigen Punkt auf der zweiten konzentrischen Kugel oder dem Radius der zweiten Kugel.
Wärmeleitfähigkeit des 2. Körpers - (Gemessen in Watt pro Meter pro K) - Die Wärmeleitfähigkeit des zweiten Körpers wird als Wärmemenge ausgedrückt, die pro Zeiteinheit durch eine Flächeneinheit des zweiten Körpers mit einem Temperaturgradienten von einem Grad pro Distanzeinheit fließt.
Radius der 3. konzentrischen Kugel - (Gemessen in Meter) - Der Radius der dritten konzentrischen Kugel ist der Abstand vom Mittelpunkt der konzentrischen Kugeln zu einem beliebigen Punkt auf der dritten konzentrischen Kugel oder dem Radius der dritten Kugel.

SCHRITT 1: Konvertieren Sie die Eingänge in die Basiseinheit

Innere Oberflächentemperatur: 305 Kelvin --> 305 Kelvin Keine Konvertierung erforderlich
Äußere Oberflächentemperatur: 300 Kelvin --> 300 Kelvin Keine Konvertierung erforderlich
Wärmeleitfähigkeit des 1. Körpers: 0.001 Watt pro Meter pro K --> 0.001 Watt pro Meter pro K Keine Konvertierung erforderlich
Radius der ersten konzentrischen Kugel: 5 Meter --> 5 Meter Keine Konvertierung erforderlich
Radius der 2. konzentrischen Kugel: 6 Meter --> 6 Meter Keine Konvertierung erforderlich
Wärmeleitfähigkeit des 2. Körpers: 0.002 Watt pro Meter pro K --> 0.002 Watt pro Meter pro K Keine Konvertierung erforderlich
Radius der 3. konzentrischen Kugel: 7 Meter --> 7 Meter Keine Konvertierung erforderlich

SCHRITT 2: Formel auswerten

Eingabewerte in Formel ersetzen

Q^' = (T_i-T_o)/(1/(4*pi*k₁)*(1/r₁-1/r₂)+1/(4*pi*k₂)*(1/r₂-1/r₃)) --> (305-300)/(1/(4*pi*0.001)*(1/5-1/6)+1/(4*pi*0.002)*(1/6-1/7))

Auswerten ... ...

Q^' = 1.38891464685022

SCHRITT 3: Konvertieren Sie das Ergebnis in die Ausgabeeinheit

1.38891464685022 Watt --> Keine Konvertierung erforderlich

ENDGÜLTIGE ANTWORT

1.38891464685022 ≈ 1.388915 Watt <-- Wärmeflussrate einer Wand aus 2 Schichten

(Berechnung in 00.020 sekunden abgeschlossen)

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Credits

Erstellt von Sai Venkata Phanindra Chary Arendra

Vallurupalli Nageswara Rao Vignana Jyothi Institut für Ingenieurwesen und Technologie (VNRVJIET), Hyderabad

Sai Venkata Phanindra Chary Arendra hat diesen Rechner und 100+ weitere Rechner erstellt!

Geprüft von Maiarutselvan V.

PSG College of Technology (PSGCT), Coimbatore

Maiarutselvan V. hat diesen Rechner und 300+ weitere Rechner verifiziert!

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Gesamtwärmewiderstand der sphärischen Wand aus 3 Schichten ohne Konvektion

Gehen Wärmewiderstand der Kugel = (Radius der 2. konzentrischen Kugel-Radius der ersten konzentrischen Kugel)/(4*pi*Wärmeleitfähigkeit des 1. Körpers*Radius der ersten konzentrischen Kugel*Radius der 2. konzentrischen Kugel)+(Radius der 3. konzentrischen Kugel-Radius der 2. konzentrischen Kugel)/(4*pi*Wärmeleitfähigkeit des 2. Körpers*Radius der 2. konzentrischen Kugel*Radius der 3. konzentrischen Kugel)+(Radius der 4. konzentrischen Kugel-Radius der 3. konzentrischen Kugel)/(4*pi*Wärmeleitfähigkeit des 3. Körpers*Radius der 3. konzentrischen Kugel*Radius der 4. konzentrischen Kugel)

Wärmewiderstand einer sphärischen Verbundwand aus zwei in Reihe geschalteten Schichten mit Konvektion

Gehen Wärmewiderstand der Kugel = 1/(4*pi)*(1/(Wärmeübertragungskoeffizient der inneren Konvektion*Radius der ersten konzentrischen Kugel^2)+1/Wärmeleitfähigkeit des 1. Körpers*(1/Radius der ersten konzentrischen Kugel-1/Radius der 2. konzentrischen Kugel)+1/Wärmeleitfähigkeit des 2. Körpers*(1/Radius der 2. konzentrischen Kugel-1/Radius der 3. konzentrischen Kugel)+1/(Externer Konvektionswärmeübertragungskoeffizient*Radius der 3. konzentrischen Kugel^2))

Gesamtwärmewiderstand der kugelförmigen Wand aus 2 Schichten ohne Konvektion

Gehen Wärmewiderstand der Kugel ohne Konvektion = (Radius der 2. konzentrischen Kugel-Radius der ersten konzentrischen Kugel)/(4*pi*Wärmeleitfähigkeit des 1. Körpers*Radius der ersten konzentrischen Kugel*Radius der 2. konzentrischen Kugel)+(Radius der 3. konzentrischen Kugel-Radius der 2. konzentrischen Kugel)/(4*pi*Wärmeleitfähigkeit des 2. Körpers*Radius der 2. konzentrischen Kugel*Radius der 3. konzentrischen Kugel)

Gesamtwärmewiderstand einer kugelförmigen Wand mit Konvektion auf beiden Seiten

Gehen Wärmewiderstand der Kugel = 1/(4*pi*Radius der ersten konzentrischen Kugel^2*Wärmeübertragungskoeffizient der inneren Konvektion)+(Radius der 2. konzentrischen Kugel-Radius der ersten konzentrischen Kugel)/(4*pi*Wärmeleitfähigkeit*Radius der ersten konzentrischen Kugel*Radius der 2. konzentrischen Kugel)+1/(4*pi*Radius der 2. konzentrischen Kugel^2*Externer Konvektionswärmeübertragungskoeffizient)

Wärmeflussrate durch eine sphärische Verbundwand aus zwei Schichten in Reihe

Gehen Wärmeflussrate einer Wand aus 2 Schichten = (Innere Oberflächentemperatur-Äußere Oberflächentemperatur)/(1/(4*pi*Wärmeleitfähigkeit des 1. Körpers)*(1/Radius der ersten konzentrischen Kugel-1/Radius der 2. konzentrischen Kugel)+1/(4*pi*Wärmeleitfähigkeit des 2. Körpers)*(1/Radius der 2. konzentrischen Kugel-1/Radius der 3. konzentrischen Kugel))

Wärmeflussrate durch die sphärische Wand

Gehen Wärmestromrate = (Innere Oberflächentemperatur-Äußere Oberflächentemperatur)/((Radius der 2. konzentrischen Kugel-Radius der ersten konzentrischen Kugel)/(4*pi*Wärmeleitfähigkeit*Radius der ersten konzentrischen Kugel*Radius der 2. konzentrischen Kugel))

Thermischer Widerstand der sphärischen Wand

Gehen Wärmewiderstand einer Kugel ohne Konvektion = (Radius der 2. konzentrischen Kugel-Radius der ersten konzentrischen Kugel)/(4*pi*Wärmeleitfähigkeit*Radius der ersten konzentrischen Kugel*Radius der 2. konzentrischen Kugel)

Dicke der kugelförmigen Wand, um einen gegebenen Temperaturunterschied aufrechtzuerhalten

Gehen Dicke der Leitungskugel = 1/(1/Radius der Kugel-(4*pi*Wärmeleitfähigkeit*(Innere Oberflächentemperatur-Äußere Oberflächentemperatur))/Wärmestromrate)-Radius der Kugel

Außenoberflächentemperatur der Kugelwand

Gehen Äußere Oberflächentemperatur = Innere Oberflächentemperatur-Wärmestromrate/(4*pi*Wärmeleitfähigkeit)*(1/Radius der ersten konzentrischen Kugel-1/Radius der 2. konzentrischen Kugel)

Innenoberflächentemperatur der Kugelwand

Gehen Innere Oberflächentemperatur = Äußere Oberflächentemperatur+Wärmestromrate/(4*pi*Wärmeleitfähigkeit)*(1/Radius der ersten konzentrischen Kugel-1/Radius der 2. konzentrischen Kugel)

Konvektionswiderstand für sphärische Schicht

Gehen Wärmewiderstand einer Kugel ohne Konvektion = 1/(4*pi*Radius der Kugel^2*Konvektionswärmeübertragungskoeffizient)

Wärmeflussrate durch eine sphärische Verbundwand aus zwei Schichten in Reihe Formel

Was ist ein Wärmestrom?

Die Wärmestromrate ist die Wärmemenge, die pro Zeiteinheit in einem Material übertragen wird, üblicherweise gemessen in Watt (Joule pro Sekunde). Wärme ist der Fluss von Wärmeenergie, der durch thermisches Ungleichgewicht angetrieben wird.

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