Calculadora Conductividad térmica de la pared cilíndrica dada la diferencia de temperatura

✖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. El calor es el flujo de energía térmica impulsado por el desequilibrio térmico.ⓘ Tasa de flujo de calor [Q]			+10% -10%
✖El radio 2 es el radio del segundo círculo o círculo concéntrico.ⓘ Radio 2 [r₂]			+10% -10%
✖El radio 1 es la distancia desde el centro de los círculos concéntricos hasta cualquier punto del primer/más pequeño círculo concéntrico o el radio del primer círculo.ⓘ Radio 1 [r₁]			+10% -10%
✖La longitud del cilindro es la altura vertical del cilindro.ⓘ Longitud del cilindro [l_cyl]			+10% -10%
✖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 es la tasa de calor que pasa a través de un material específico, expresada como la cantidad de calor que fluye por unidad de tiempo a través de una unidad de área con un gradiente de temperatura de un grado por unidad de distancia.ⓘ Conductividad térmica de la pared cilíndrica dada la diferencia de temperatura [k]

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Fórmula

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Conductividad térmica de la pared cilíndrica dada la diferencia de temperatura

Fórmula

`"k" = ("Q"*ln("r"_{"2"}/"r"_{"1"}))/(2*pi*"l"_{"cyl"}*("T"_{"i"}-"T"_{"o"}))`

Ejemplo

`"26.93747W/(m*K)"=("125W"*ln("12m"/"0.8m"))/(2*pi*"0.4m"*("305K"-"300K"))`

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Conductividad térmica de la pared cilíndrica dada la diferencia de temperatura Solución

PASO 0: Resumen del cálculo previo

Fórmula utilizada

Conductividad térmica = (Tasa de flujo de calor*ln(Radio 2/Radio 1))/(2*pi*Longitud del cilindro*(Temperatura de la superficie interior-Temperatura de la superficie exterior))
k = (Q*ln(r₂/r₁))/(2*pi*l_cyl*(T_i-T_o))
Esta fórmula usa 1 Constantes, 1 Funciones, 7 Variables

Constantes utilizadas

pi - La constante de Arquímedes. Valor tomado como 3.14159265358979323846264338327950288

Funciones utilizadas

ln - El logaritmo natural, también conocido como logaritmo en base e, es la función inversa de la función exponencial natural., ln(Number)

Variables utilizadas

Conductividad térmica - (Medido en Vatio por metro por K) - La conductividad térmica es la tasa de calor que pasa a través de un material específico, expresada como la cantidad de calor que fluye por unidad de tiempo a través de una unidad de área con un gradiente de temperatura de un grado por unidad de distancia.
Tasa de flujo de calor - (Medido en Vatio) - 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. El calor es el flujo de energía térmica impulsado por el desequilibrio térmico.
Radio 2 - (Medido en Metro) - El radio 2 es el radio del segundo círculo o círculo concéntrico.
Radio 1 - (Medido en Metro) - El radio 1 es la distancia desde el centro de los círculos concéntricos hasta cualquier punto del primer/más pequeño círculo concéntrico o el radio del primer círculo.
Longitud del cilindro - (Medido en Metro) - La longitud del cilindro es la altura vertical del cilindro.
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.).

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

Tasa de flujo de calor: 125 Vatio --> 125 Vatio No se requiere conversión
Radio 2: 12 Metro --> 12 Metro No se requiere conversión
Radio 1: 0.8 Metro --> 0.8 Metro No se requiere conversión
Longitud del cilindro: 0.4 Metro --> 0.4 Metro No se requiere conversión
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

PASO 2: Evaluar la fórmula

Sustituir valores de entrada en una fórmula

k = (Q*ln(r₂/r₁))/(2*pi*l_cyl*(T_i-T_o)) --> (125*ln(12/0.8))/(2*pi*0.4*(305-300))

Evaluar ... ...

k = 26.9374734779011

PASO 3: Convierta el resultado a la unidad de salida

26.9374734779011 Vatio por metro por K --> No se requiere conversión

RESPUESTA FINAL

26.9374734779011 ≈ 26.93747 Vatio por metro por K <-- Conductividad térmica

(Cálculo completado en 00.004 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 Vinay Mishra

Instituto Indio de Ingeniería Aeronáutica y Tecnología de la Información (IIAEIT), Pune

¡Vinay Mishra ha verificado esta calculadora y 100+ más calculadoras!

< 14 Conducción en Cilindro Calculadoras

Tasa de flujo de calor a través de una pared compuesta cilíndrica de 3 capas

Vamos Tasa de flujo de calor = (Temperatura de la superficie interior-Temperatura de la superficie exterior)/((ln(Radio 2/Radio 1))/(2*pi*Conductividad térmica 1*Longitud del cilindro)+(ln(Radio 3/Radio 2))/(2*pi*Conductividad térmica 2*Longitud del cilindro)+(ln(Radio 4/Radio 3))/(2*pi*Conductividad térmica 3*Longitud del cilindro))

Resistencia Térmica Total de 3 Resistencias Cilíndricas Conectadas en Serie

Vamos Resistencia termica = (ln(Radio 2/Radio 1))/(2*pi*Conductividad térmica 1*Longitud del cilindro)+(ln(Radio 3/Radio 2))/(2*pi*Conductividad térmica 2*Longitud del cilindro)+(ln(Radio 4/Radio 3))/(2*pi*Conductividad térmica 3*Longitud del cilindro)

Resistencia Térmica Total de Pared Cilíndrica con Convección en Ambos Lados

Vamos Resistencia termica = 1/(2*pi*Radio 1*Longitud del cilindro*Coeficiente de transferencia de calor por convección interior)+(ln(Radio 2/Radio 1))/(2*pi*Conductividad térmica*Longitud del cilindro)+1/(2*pi*Radio 2*Longitud del cilindro*Coeficiente de transferencia de calor por convección externa)

Tasa de flujo de calor a través de una pared compuesta cilíndrica de 2 capas

Temperatura de la superficie exterior de la pared compuesta cilíndrica de 2 capas

Vamos Temperatura de la superficie exterior = Temperatura de la superficie interior-Tasa de flujo de calor*((ln(Radio 2/Radio 1))/(2*pi*Conductividad térmica 1*Longitud del cilindro)+(ln(Radio 3/Radio 2))/(2*pi*Conductividad térmica 2*Longitud del cilindro))

Resistencia Térmica Total de 2 Resistencias Cilíndricas Conectadas en Serie

Vamos Resistencia termica = (ln(Radio 2/Radio 1))/(2*pi*Conductividad térmica 1*Longitud del cilindro)+(ln(Radio 3/Radio 2))/(2*pi*Conductividad térmica 2*Longitud del cilindro)

Tasa de flujo de calor a través de una pared cilíndrica

Vamos Tasa de flujo de calor = (Temperatura de la superficie interior-Temperatura de la superficie exterior)/((ln(Radio 2/Radio 1))/(2*pi*Conductividad térmica*Longitud del cilindro))

Conductividad térmica de la pared cilíndrica dada la diferencia de temperatura

Vamos Conductividad térmica = (Tasa de flujo de calor*ln(Radio 2/Radio 1))/(2*pi*Longitud del cilindro*(Temperatura de la superficie interior-Temperatura de la superficie exterior))

Longitud de la pared cilíndrica para una tasa de flujo de calor dada

Vamos Longitud del cilindro = (Tasa de flujo de calor*ln(Radio 2/Radio 1))/(2*pi*Conductividad térmica*(Temperatura de la superficie interior-Temperatura de la superficie exterior))

Temperatura de la superficie exterior de la pared cilíndrica dada la tasa de flujo de calor

Vamos Temperatura de la superficie exterior = Temperatura de la superficie interior-(Tasa de flujo de calor*ln(Radio 2/Radio 1))/(2*pi*Conductividad térmica*Longitud del cilindro)

Temperatura de la superficie interna de la pared cilíndrica en conducción

Vamos Temperatura de la superficie interior = Temperatura de la superficie exterior+(Tasa de flujo de calor*ln(Radio 2/Radio 1))/(2*pi*Conductividad térmica*Longitud del cilindro)

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

Vamos Espesor = Radio 1*(e^(((Temperatura de la superficie interior-Temperatura de la superficie exterior)*2*pi*Conductividad térmica*Longitud del cilindro)/Tasa de flujo de calor)-1)

Resistencia Térmica para Conducción de Calor Radial en Cilindros

Vamos Resistencia termica = ln(Radio exterior/Radio interno)/(2*pi*Conductividad térmica*Longitud del cilindro)

Resistencia a la convección para capa cilíndrica

Vamos Resistencia termica = 1/(Transferencia de calor por convección*2*pi*Radio del cilindro*Longitud del cilindro)

Conductividad térmica de la pared cilíndrica dada la diferencia de temperatura Fórmula

¿Qué es la conductividad térmica?

La conductividad térmica se puede definir como la velocidad a la que se transfiere calor por conducción a través de un área de sección transversal unitaria de un material cuando existe un gradiente de temperatura perpendicular al área.

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