Calculadora Tasa de flujo de calor a través de una pared compuesta esférica de 2 capas en serie

✖La temperatura de la superficie interior es la temperatura en la superficie interior de la pared, ya sea una pared plana, una pared cilíndrica o una pared esférica, etc.ⓘ Temperatura de la superficie interior [T_i]			+10% -10%
✖La temperatura de la superficie exterior es la temperatura en la superficie exterior de la pared, ya sea una pared plana, una pared cilíndrica o una pared esférica, etc.ⓘ Temperatura de la superficie exterior [T_o]			+10% -10%
✖La conductividad térmica del primer cuerpo se expresa como la cantidad de calor que fluye por unidad de tiempo a través de una unidad de área del primer cuerpo con un gradiente de temperatura de un grado por unidad de distancia.ⓘ Conductividad térmica del primer cuerpo. [k₁]			+10% -10%
✖El radio de la primera esfera concéntrica es la distancia desde el centro de las esferas concéntricas hasta cualquier punto de la primera esfera concéntrica o radio de la primera esfera.ⓘ Radio de la primera esfera concéntrica [r₁]			+10% -10%
✖El radio de la segunda esfera concéntrica es la distancia desde el centro de las esferas concéntricas hasta cualquier punto de la segunda esfera concéntrica o radio de la segunda esfera.ⓘ Radio de la segunda esfera concéntrica [r₂]			+10% -10%
✖La conductividad térmica del segundo cuerpo se expresa como la cantidad de calor que fluye por unidad de tiempo a través de una unidad de área del segundo cuerpo con un gradiente de temperatura de un grado por unidad de distancia.ⓘ Conductividad térmica del segundo cuerpo. [k₂]			+10% -10%
✖El radio de la tercera esfera concéntrica es la distancia desde el centro de las esferas concéntricas hasta cualquier punto de la tercera esfera concéntrica o radio de la tercera esfera.ⓘ Radio de la 3.ª esfera concéntrica [r₃]			+10% -10%

✖La tasa de flujo de calor de una pared de 2 capas es la cantidad de calor que se transfiere por unidad de tiempo en el material. El calor es el flujo de energía térmica impulsado por el desequilibrio térmico.ⓘ Tasa de flujo de calor a través de una pared compuesta esférica de 2 capas en serie [Q^']

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Fórmula

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Tasa de flujo de calor a través de una pared compuesta esférica de 2 capas en serie

Fórmula

`"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"}))`

Ejemplo

`"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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Tasa de flujo de calor a través de una pared compuesta esférica de 2 capas en serie Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Tasa de flujo de calor de la pared de 2 capas. = (Temperatura de la superficie interior-Temperatura de la superficie exterior)/(1/(4*pi*Conductividad térmica del primer cuerpo.)*(1/Radio de la primera esfera concéntrica-1/Radio de la segunda esfera concéntrica)+1/(4*pi*Conductividad térmica del segundo cuerpo.)*(1/Radio de la segunda esfera concéntrica-1/Radio de la 3.ª esfera concéntrica))
Q^' = (T_i-T_o)/(1/(4*pi*k₁)*(1/r₁-1/r₂)+1/(4*pi*k₂)*(1/r₂-1/r₃))
Esta fórmula usa 1 Constantes, 8 Variables

Constantes utilizadas

pi - La constante de Arquímedes. Valor tomado como 3.14159265358979323846264338327950288

Variables utilizadas

Tasa de flujo de calor de la pared de 2 capas. - (Medido en Vatio) - La tasa de flujo de calor de una pared de 2 capas es la cantidad de calor que se transfiere por unidad de tiempo en el material. El calor es el flujo de energía térmica impulsado por el desequilibrio térmico.
Temperatura de la superficie interior - (Medido en Kelvin) - La temperatura de la superficie interior es la temperatura en la superficie interior de la pared, ya sea una pared plana, una pared cilíndrica o una pared esférica, etc.
Temperatura de la superficie exterior - (Medido en Kelvin) - La temperatura de la superficie exterior es la temperatura en la superficie exterior de la pared, ya sea una pared plana, una pared cilíndrica o una pared esférica, etc.
Conductividad térmica del primer cuerpo. - (Medido en Vatio por metro por K) - La conductividad térmica del primer cuerpo se expresa como la cantidad de calor que fluye por unidad de tiempo a través de una unidad de área del primer cuerpo con un gradiente de temperatura de un grado por unidad de distancia.
Radio de la primera esfera concéntrica - (Medido en Metro) - El radio de la primera esfera concéntrica es la distancia desde el centro de las esferas concéntricas hasta cualquier punto de la primera esfera concéntrica o radio de la primera esfera.
Radio de la segunda esfera concéntrica - (Medido en Metro) - El radio de la segunda esfera concéntrica es la distancia desde el centro de las esferas concéntricas hasta cualquier punto de la segunda esfera concéntrica o radio de la segunda esfera.
Conductividad térmica del segundo cuerpo. - (Medido en Vatio por metro por K) - La conductividad térmica del segundo cuerpo se expresa como la cantidad de calor que fluye por unidad de tiempo a través de una unidad de área del segundo cuerpo con un gradiente de temperatura de un grado por unidad de distancia.
Radio de la 3.ª esfera concéntrica - (Medido en Metro) - El radio de la tercera esfera concéntrica es la distancia desde el centro de las esferas concéntricas hasta cualquier punto de la tercera esfera concéntrica o radio de la tercera esfera.

PASO 1: Convierta la (s) entrada (s) a la unidad base

Temperatura de la superficie interior: 305 Kelvin --> 305 Kelvin No se requiere conversión
Temperatura de la superficie exterior: 300 Kelvin --> 300 Kelvin No se requiere conversión
Conductividad térmica del primer cuerpo.: 0.001 Vatio por metro por K --> 0.001 Vatio por metro por K No se requiere conversión
Radio de la primera esfera concéntrica: 5 Metro --> 5 Metro No se requiere conversión
Radio de la segunda esfera concéntrica: 6 Metro --> 6 Metro No se requiere conversión
Conductividad térmica del segundo cuerpo.: 0.002 Vatio por metro por K --> 0.002 Vatio por metro por K No se requiere conversión
Radio de la 3.ª esfera concéntrica: 7 Metro --> 7 Metro No se requiere conversión

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

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))

Evaluar ... ...

Q^' = 1.38891464685022

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

1.38891464685022 Vatio --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

1.38891464685022 ≈ 1.388915 Vatio <-- Tasa de flujo de calor de la pared de 2 capas.

(Cálculo completado en 00.009 segundos)

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Créditos

Creado por Sai Venkata Phanindra Chary Arendra

Vallurupalli Nageswara Rao Vignana Jyothi Instituto de Ingeniería y Tecnología (VNRVJIET), Hyderabad

¡Sai Venkata Phanindra Chary Arendra ha creado esta calculadora y 100+ más calculadoras!

Verificada por Maiarutselvan V

Facultad de Tecnología de PSG (PSGCT), Coimbatore

¡Maiarutselvan V ha verificado esta calculadora y 300+ más calculadoras!

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Resistencia Térmica Total de Pared Esférica de 3 Capas sin Convección

Vamos Resistencia térmica de la esfera = (Radio de la segunda esfera concéntrica-Radio de la primera esfera concéntrica)/(4*pi*Conductividad térmica del primer cuerpo.*Radio de la primera esfera concéntrica*Radio de la segunda esfera concéntrica)+(Radio de la 3.ª esfera concéntrica-Radio de la segunda esfera concéntrica)/(4*pi*Conductividad térmica del segundo cuerpo.*Radio de la segunda esfera concéntrica*Radio de la 3.ª esfera concéntrica)+(Radio de la 4ta esfera concéntrica-Radio de la 3.ª esfera concéntrica)/(4*pi*Conductividad térmica del tercer cuerpo.*Radio de la 3.ª esfera concéntrica*Radio de la 4ta esfera concéntrica)

Resistencia Térmica de Muro Esférico Compuesto de 2 Capas en Serie con Convección

Vamos Resistencia térmica de la esfera = 1/(4*pi)*(1/(Coeficiente de transferencia de calor por convección interna*Radio de la primera esfera concéntrica^2)+1/Conductividad térmica del primer cuerpo.*(1/Radio de la primera esfera concéntrica-1/Radio de la segunda esfera concéntrica)+1/Conductividad térmica del segundo cuerpo.*(1/Radio de la segunda esfera concéntrica-1/Radio de la 3.ª esfera concéntrica)+1/(Coeficiente de transferencia de calor por convección externa*Radio de la 3.ª esfera concéntrica^2))

Resistencia Térmica Total de Pared Esférica de 2 Capas sin Convección

Vamos Resistencia Térmica Esfera Sin Convección = (Radio de la segunda esfera concéntrica-Radio de la primera esfera concéntrica)/(4*pi*Conductividad térmica del primer cuerpo.*Radio de la primera esfera concéntrica*Radio de la segunda esfera concéntrica)+(Radio de la 3.ª esfera concéntrica-Radio de la segunda esfera concéntrica)/(4*pi*Conductividad térmica del segundo cuerpo.*Radio de la segunda esfera concéntrica*Radio de la 3.ª esfera concéntrica)

Resistencia térmica total de la pared esférica con convección en ambos lados

Vamos Resistencia térmica de la esfera = 1/(4*pi*Radio de la primera esfera concéntrica^2*Coeficiente de transferencia de calor por convección interna)+(Radio de la segunda esfera concéntrica-Radio de la primera esfera concéntrica)/(4*pi*Conductividad térmica*Radio de la primera esfera concéntrica*Radio de la segunda esfera concéntrica)+1/(4*pi*Radio de la segunda esfera concéntrica^2*Coeficiente de transferencia de calor por convección externa)

Tasa de flujo de calor a través de una pared compuesta esférica de 2 capas en serie

Vamos Tasa de flujo de calor de la pared de 2 capas. = (Temperatura de la superficie interior-Temperatura de la superficie exterior)/(1/(4*pi*Conductividad térmica del primer cuerpo.)*(1/Radio de la primera esfera concéntrica-1/Radio de la segunda esfera concéntrica)+1/(4*pi*Conductividad térmica del segundo cuerpo.)*(1/Radio de la segunda esfera concéntrica-1/Radio de la 3.ª esfera concéntrica))

Tasa de flujo de calor a través de la pared esférica

Vamos Tasa de flujo de calor = (Temperatura de la superficie interior-Temperatura de la superficie exterior)/((Radio de la segunda esfera concéntrica-Radio de la primera esfera concéntrica)/(4*pi*Conductividad térmica*Radio de la primera esfera concéntrica*Radio de la segunda esfera concéntrica))

Espesor de la pared esférica para mantener la diferencia de temperatura dada

Vamos Espesor de la esfera de conducción = 1/(1/Radio de la esfera-(4*pi*Conductividad térmica*(Temperatura de la superficie interior-Temperatura de la superficie exterior))/Tasa de flujo de calor)-Radio de la esfera

Resistencia térmica de la pared esférica

Vamos Resistencia térmica de la esfera sin convección = (Radio de la segunda esfera concéntrica-Radio de la primera esfera concéntrica)/(4*pi*Conductividad térmica*Radio de la primera esfera concéntrica*Radio de la segunda esfera concéntrica)

Temperatura de la superficie exterior de la pared esférica

Vamos Temperatura de la superficie exterior = Temperatura de la superficie interior-Tasa de flujo de calor/(4*pi*Conductividad térmica)*(1/Radio de la primera esfera concéntrica-1/Radio de la segunda esfera concéntrica)

Temperatura de la superficie interna de la pared esférica

Vamos Temperatura de la superficie interior = Temperatura de la superficie exterior+Tasa de flujo de calor/(4*pi*Conductividad térmica)*(1/Radio de la primera esfera concéntrica-1/Radio de la segunda esfera concéntrica)

Resistencia a la convección para capa esférica

Vamos Resistencia térmica de la esfera sin convección = 1/(4*pi*Radio de la esfera^2*Coeficiente de transferencia de calor por convección)

Tasa de flujo de calor a través de una pared compuesta esférica de 2 capas en serie Fórmula

¿Qué es una tasa de flujo de calor?

La tasa de flujo de calor es la cantidad de calor que se transfiere por unidad de tiempo en algún material, generalmente medida en vatios (julios por segundo). El calor es el flujo de energía térmica impulsado por el desequilibrio térmico.

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