Résistance thermique d'un mur composite sphérique de 2 couches en série avec convection Calculatrice

✖Le coefficient de transfert de chaleur par convection interne est le coefficient de transfert de chaleur par convection à la surface intérieure du corps, de l'objet ou du mur, etc.ⓘ Coefficient de transfert de chaleur par convection interne [h_i]			+10% -10%
✖Le rayon de la 1ère sphère concentrique est la distance entre le centre des sphères concentriques et n'importe quel point de la première sphère concentrique ou rayon de la première sphère.ⓘ Rayon de la 1ère sphère concentrique [r₁]			+10% -10%
✖La conductivité thermique du premier corps est exprimée en quantité de flux de chaleur par unité de temps à travers une unité de surface du premier corps avec un gradient de température d'un degré par unité de distance.ⓘ Conductivité thermique du 1er corps [k₁]			+10% -10%
✖Le rayon de la deuxième sphère concentrique est la distance entre le centre des sphères concentriques et n'importe quel point de la deuxième sphère concentrique ou rayon de la deuxième sphère.ⓘ Rayon de la 2ème sphère concentrique [r₂]			+10% -10%
✖La conductivité thermique du deuxième corps est exprimée en quantité de flux de chaleur par unité de temps à travers une unité de surface du deuxième corps avec un gradient de température d'un degré par unité de distance.ⓘ Conductivité thermique du 2ème corps [k₂]			+10% -10%
✖Le rayon de la 3ème sphère concentrique est la distance entre le centre des sphères concentriques et n'importe quel point de la troisième sphère concentrique ou rayon de la troisième sphère.ⓘ Rayon de la 3ème sphère concentrique [r₃]			+10% -10%
✖Le coefficient de transfert de chaleur par convection externe est la constante de proportionnalité entre le flux de chaleur et la force motrice thermodynamique pour le flux de chaleur en cas de transfert de chaleur par convection.ⓘ Coefficient de transfert de chaleur par convection externe [h_o]			+10% -10%

✖La résistance thermique d'une sphère est une propriété thermique et une mesure d'une différence de température par laquelle un objet ou un matériau résiste à un flux de chaleur.ⓘ Résistance thermique d'un mur composite sphérique de 2 couches en série avec convection [R_th]

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Formule

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Résistance thermique d'un mur composite sphérique de 2 couches en série avec convection

Formule

`"R"_{"th"} = 1/(4*pi)*(1/("h"_{"i"}*"r"_{"1"}^2)+1/"k"_{"1"}*(1/"r"_{"1"}-1/"r"_{"2"})+1/"k"_{"2"}*(1/"r"_{"2"}-1/"r"_{"3"})+1/("h"_{"o"}*"r"_{"3"}^2))`

Exemple

`"7.319773K/W"=1/(4*pi)*(1/("0.001038W/m²*K"*("5m")^2)+1/"0.001W/(m*K)"*(1/"5m"-1/"6m")+1/"0.002W/(m*K)"*(1/"6m"-1/"7m")+1/("0.002486W/m²*K"*("7m")^2))`

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Résistance thermique d'un mur composite sphérique de 2 couches en série avec convection Solution

ÉTAPE 0: Résumé du pré-calcul

Formule utilisée

Résistance thermique de la sphère = 1/(4*pi)*(1/(Coefficient de transfert de chaleur par convection interne*Rayon de la 1ère sphère concentrique^2)+1/Conductivité thermique du 1er corps*(1/Rayon de la 1ère sphère concentrique-1/Rayon de la 2ème sphère concentrique)+1/Conductivité thermique du 2ème corps*(1/Rayon de la 2ème sphère concentrique-1/Rayon de la 3ème sphère concentrique)+1/(Coefficient de transfert de chaleur par convection externe*Rayon de la 3ème sphère concentrique^2))
R_th = 1/(4*pi)*(1/(h_i*r₁^2)+1/k₁*(1/r₁-1/r₂)+1/k₂*(1/r₂-1/r₃)+1/(h_o*r₃^2))
Cette formule utilise 1 Constantes, 8 Variables

Constantes utilisées

pi - Constante d'Archimède Valeur prise comme 3.14159265358979323846264338327950288

Variables utilisées

Résistance thermique de la sphère - (Mesuré en kelvin / watt) - La résistance thermique d'une sphère est une propriété thermique et une mesure d'une différence de température par laquelle un objet ou un matériau résiste à un flux de chaleur.
Coefficient de transfert de chaleur par convection interne - (Mesuré en Watt par mètre carré par Kelvin) - Le coefficient de transfert de chaleur par convection interne est le coefficient de transfert de chaleur par convection à la surface intérieure du corps, de l'objet ou du mur, etc.
Rayon de la 1ère sphère concentrique - (Mesuré en Mètre) - Le rayon de la 1ère sphère concentrique est la distance entre le centre des sphères concentriques et n'importe quel point de la première sphère concentrique ou rayon de la première sphère.
Conductivité thermique du 1er corps - (Mesuré en Watt par mètre par K) - La conductivité thermique du premier corps est exprimée en quantité de flux de chaleur par unité de temps à travers une unité de surface du premier corps avec un gradient de température d'un degré par unité de distance.
Rayon de la 2ème sphère concentrique - (Mesuré en Mètre) - Le rayon de la deuxième sphère concentrique est la distance entre le centre des sphères concentriques et n'importe quel point de la deuxième sphère concentrique ou rayon de la deuxième sphère.
Conductivité thermique du 2ème corps - (Mesuré en Watt par mètre par K) - La conductivité thermique du deuxième corps est exprimée en quantité de flux de chaleur par unité de temps à travers une unité de surface du deuxième corps avec un gradient de température d'un degré par unité de distance.
Rayon de la 3ème sphère concentrique - (Mesuré en Mètre) - Le rayon de la 3ème sphère concentrique est la distance entre le centre des sphères concentriques et n'importe quel point de la troisième sphère concentrique ou rayon de la troisième sphère.
Coefficient de transfert de chaleur par convection externe - (Mesuré en Watt par mètre carré par Kelvin) - Le coefficient de transfert de chaleur par convection externe est la constante de proportionnalité entre le flux de chaleur et la force motrice thermodynamique pour le flux de chaleur en cas de transfert de chaleur par convection.

ÉTAPE 1: Convertir les entrées en unité de base

Coefficient de transfert de chaleur par convection interne: 0.001038 Watt par mètre carré par Kelvin --> 0.001038 Watt par mètre carré par Kelvin Aucune conversion requise
Rayon de la 1ère sphère concentrique: 5 Mètre --> 5 Mètre Aucune conversion requise
Conductivité thermique du 1er corps: 0.001 Watt par mètre par K --> 0.001 Watt par mètre par K Aucune conversion requise
Rayon de la 2ème sphère concentrique: 6 Mètre --> 6 Mètre Aucune conversion requise
Conductivité thermique du 2ème corps: 0.002 Watt par mètre par K --> 0.002 Watt par mètre par K Aucune conversion requise
Rayon de la 3ème sphère concentrique: 7 Mètre --> 7 Mètre Aucune conversion requise
Coefficient de transfert de chaleur par convection externe: 0.002486 Watt par mètre carré par Kelvin --> 0.002486 Watt par mètre carré par Kelvin Aucune conversion requise

ÉTAPE 2: Évaluer la formule

Remplacement des valeurs d'entrée dans la formule

R_th = 1/(4*pi)*(1/(h_i*r₁^2)+1/k₁*(1/r₁-1/r₂)+1/k₂*(1/r₂-1/r₃)+1/(h_o*r₃^2)) --> 1/(4*pi)*(1/(0.001038*5^2)+1/0.001*(1/5-1/6)+1/0.002*(1/6-1/7)+1/(0.002486*7^2))

Évaluer ... ...

R_th = 7.3197727941082

ÉTAPE 3: Convertir le résultat en unité de sortie

7.3197727941082 kelvin / watt --> Aucune conversion requise

RÉPONSE FINALE

7.3197727941082 ≈ 7.319773 kelvin / watt <-- Résistance thermique de la sphère

(Calcul effectué en 00.004 secondes)

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Crédits

Créé par Sai Venkata Phanindra Chary Arendra

Vallurupalli Nageswara Rao Vignana Jyothi Institute of Engineering and Technology (VNRVJIET), Hyderabad

Sai Venkata Phanindra Chary Arendra a créé cette calculatrice et 100+ autres calculatrices!

Vérifié par Maiarutselvan V

Collège de technologie PSG (PSGCT), Coimbatore

Maiarutselvan V a validé cette calculatrice et 300+ autres calculatrices!

< 11 Conduction dans la sphère Calculatrices

Résistance thermique totale de la paroi sphérique de 3 couches sans convection

Aller Résistance thermique de la sphère = (Rayon de la 2ème sphère concentrique-Rayon de la 1ère sphère concentrique)/(4*pi*Conductivité thermique du 1er corps*Rayon de la 1ère sphère concentrique*Rayon de la 2ème sphère concentrique)+(Rayon de la 3ème sphère concentrique-Rayon de la 2ème sphère concentrique)/(4*pi*Conductivité thermique du 2ème corps*Rayon de la 2ème sphère concentrique*Rayon de la 3ème sphère concentrique)+(Rayon de la 4ème sphère concentrique-Rayon de la 3ème sphère concentrique)/(4*pi*Conductivité thermique du 3ème corps*Rayon de la 3ème sphère concentrique*Rayon de la 4ème sphère concentrique)

Résistance thermique d'un mur composite sphérique de 2 couches en série avec convection

Aller Résistance thermique de la sphère = 1/(4*pi)*(1/(Coefficient de transfert de chaleur par convection interne*Rayon de la 1ère sphère concentrique^2)+1/Conductivité thermique du 1er corps*(1/Rayon de la 1ère sphère concentrique-1/Rayon de la 2ème sphère concentrique)+1/Conductivité thermique du 2ème corps*(1/Rayon de la 2ème sphère concentrique-1/Rayon de la 3ème sphère concentrique)+1/(Coefficient de transfert de chaleur par convection externe*Rayon de la 3ème sphère concentrique^2))

Résistance thermique totale de la paroi sphérique de 2 couches sans convection

Aller Résistance thermique de la sphère sans convection = (Rayon de la 2ème sphère concentrique-Rayon de la 1ère sphère concentrique)/(4*pi*Conductivité thermique du 1er corps*Rayon de la 1ère sphère concentrique*Rayon de la 2ème sphère concentrique)+(Rayon de la 3ème sphère concentrique-Rayon de la 2ème sphère concentrique)/(4*pi*Conductivité thermique du 2ème corps*Rayon de la 2ème sphère concentrique*Rayon de la 3ème sphère concentrique)

Résistance thermique totale de la paroi sphérique avec convection des deux côtés

Aller Résistance thermique de la sphère = 1/(4*pi*Rayon de la 1ère sphère concentrique^2*Coefficient de transfert de chaleur par convection interne)+(Rayon de la 2ème sphère concentrique-Rayon de la 1ère sphère concentrique)/(4*pi*Conductivité thermique*Rayon de la 1ère sphère concentrique*Rayon de la 2ème sphère concentrique)+1/(4*pi*Rayon de la 2ème sphère concentrique^2*Coefficient de transfert de chaleur par convection externe)

Débit de chaleur à travers une paroi composite sphérique de 2 couches en série

Aller Débit thermique d'un mur à 2 couches = (Température de la surface intérieure-Température de la surface extérieure)/(1/(4*pi*Conductivité thermique du 1er corps)*(1/Rayon de la 1ère sphère concentrique-1/Rayon de la 2ème sphère concentrique)+1/(4*pi*Conductivité thermique du 2ème corps)*(1/Rayon de la 2ème sphère concentrique-1/Rayon de la 3ème sphère concentrique))

Débit de chaleur à travers la paroi sphérique

Aller Débit thermique = (Température de la surface intérieure-Température de la surface extérieure)/((Rayon de la 2ème sphère concentrique-Rayon de la 1ère sphère concentrique)/(4*pi*Conductivité thermique*Rayon de la 1ère sphère concentrique*Rayon de la 2ème sphère concentrique))

Épaisseur de la paroi sphérique pour maintenir une différence de température donnée

Aller Épaisseur de la sphère conductrice = 1/(1/Rayon de la sphère-(4*pi*Conductivité thermique*(Température de la surface intérieure-Température de la surface extérieure))/Débit thermique)-Rayon de la sphère

Résistance thermique de la paroi sphérique

Aller Résistance thermique de la sphère sans convection = (Rayon de la 2ème sphère concentrique-Rayon de la 1ère sphère concentrique)/(4*pi*Conductivité thermique*Rayon de la 1ère sphère concentrique*Rayon de la 2ème sphère concentrique)

Température de surface extérieure de la paroi sphérique

Aller Température de la surface extérieure = Température de la surface intérieure-Débit thermique/(4*pi*Conductivité thermique)*(1/Rayon de la 1ère sphère concentrique-1/Rayon de la 2ème sphère concentrique)

Température de surface intérieure de la paroi sphérique

Aller Température de la surface intérieure = Température de la surface extérieure+Débit thermique/(4*pi*Conductivité thermique)*(1/Rayon de la 1ère sphère concentrique-1/Rayon de la 2ème sphère concentrique)

Résistance à la convection pour la couche sphérique

Aller Résistance thermique de la sphère sans convection = 1/(4*pi*Rayon de la sphère^2*Coefficient de transfert de chaleur par convection)

Résistance thermique d'un mur composite sphérique de 2 couches en série avec convection Formule

Qu'est-ce que la convection?

La convection est le transfert de chaleur dû au mouvement de masse des molécules dans les fluides, y compris la roche fondue. La convection comprend des sous-mécanismes d'advection et de diffusion. La convection ne peut pas avoir lieu dans la plupart des solides car ni les courants massifs ni la diffusion significative de matière ne peuvent avoir lieu.

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