Numero di Biot data la dimensione caratteristica e il numero di Fourier calcolatrice

✖Il coefficiente di scambio termico è il calore trasferito per unità di superficie per kelvin. Pertanto l'area è inclusa nell'equazione in quanto rappresenta l'area su cui avviene il trasferimento di calore.ⓘ Coefficiente di scambio termico [h]			+10% -10%
✖La costante di tempo è definita come il tempo totale impiegato da un corpo per raggiungere la temperatura finale dalla temperatura iniziale.ⓘ Tempo costante [𝜏]			+10% -10%
✖La densità del corpo è la quantità fisica che esprime il rapporto tra la sua massa e il suo volume.ⓘ Densità del corpo [ρ_B]			+10% -10%
✖La capacità termica specifica è il calore necessario per aumentare la temperatura della massa unitaria di una data sostanza di una determinata quantità.ⓘ Capacità termica specifica [c]			+10% -10%
✖La dimensione caratteristica è il rapporto tra il volume e l'area.ⓘ Dimensione caratteristica [s]			+10% -10%
✖Il numero di Fourier è il rapporto tra la velocità di trasporto diffusivo o conduttivo e la velocità di stoccaggio della quantità, dove la quantità può essere calore o materia.ⓘ Numero di Fourier [F_o]			+10% -10%

✖Il numero di Biot è una quantità adimensionale che ha il rapporto tra la resistenza di conduzione interna e la resistenza di convezione superficiale.ⓘ Numero di Biot data la dimensione caratteristica e il numero di Fourier [Bi]

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Formula

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Numero di Biot data la dimensione caratteristica e il numero di Fourier

Formula

`"Bi" = ("h"*"𝜏")/("ρ"_{"B"}*"c"*"s"*"F"_{"o"})`

Esempio

`"110.0234"=("10W/m²*K"*"1937s")/("15kg/m³"*"1.5J/(kg*K)"*"6.9m"*"1.134")`

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Numero di Biot data la dimensione caratteristica e il numero di Fourier Soluzione

FASE 0: Riepilogo pre-calcolo

Formula utilizzata

Numero Biot = (Coefficiente di scambio termico*Tempo costante)/(Densità del corpo*Capacità termica specifica*Dimensione caratteristica*Numero di Fourier)
Bi = (h*𝜏)/(ρ_B*c*s*F_o)
Questa formula utilizza 7 Variabili

Variabili utilizzate

Numero Biot - Il numero di Biot è una quantità adimensionale che ha il rapporto tra la resistenza di conduzione interna e la resistenza di convezione superficiale.
Coefficiente di scambio termico - (Misurato in Watt per metro quadrato per Kelvin) - Il coefficiente di scambio termico è il calore trasferito per unità di superficie per kelvin. Pertanto l'area è inclusa nell'equazione in quanto rappresenta l'area su cui avviene il trasferimento di calore.
Tempo costante - (Misurato in Secondo) - La costante di tempo è definita come il tempo totale impiegato da un corpo per raggiungere la temperatura finale dalla temperatura iniziale.
Densità del corpo - (Misurato in Chilogrammo per metro cubo) - La densità del corpo è la quantità fisica che esprime il rapporto tra la sua massa e il suo volume.
Capacità termica specifica - (Misurato in Joule per Chilogrammo per K) - La capacità termica specifica è il calore necessario per aumentare la temperatura della massa unitaria di una data sostanza di una determinata quantità.
Dimensione caratteristica - (Misurato in metro) - La dimensione caratteristica è il rapporto tra il volume e l'area.
Numero di Fourier - Il numero di Fourier è il rapporto tra la velocità di trasporto diffusivo o conduttivo e la velocità di stoccaggio della quantità, dove la quantità può essere calore o materia.

PASSAGGIO 1: conversione degli ingressi in unità di base

Coefficiente di scambio termico: 10 Watt per metro quadrato per Kelvin --> 10 Watt per metro quadrato per Kelvin Nessuna conversione richiesta
Tempo costante: 1937 Secondo --> 1937 Secondo Nessuna conversione richiesta
Densità del corpo: 15 Chilogrammo per metro cubo --> 15 Chilogrammo per metro cubo Nessuna conversione richiesta
Capacità termica specifica: 1.5 Joule per Chilogrammo per K --> 1.5 Joule per Chilogrammo per K Nessuna conversione richiesta
Dimensione caratteristica: 6.9 metro --> 6.9 metro Nessuna conversione richiesta
Numero di Fourier: 1.134 --> Nessuna conversione richiesta

FASE 2: valutare la formula

Sostituzione dei valori di input nella formula

Bi = (h*𝜏)/(ρ_B*c*s*F_o) --> (10*1937)/(15*1.5*6.9*1.134)

Valutare ... ...

Bi = 110.023373576782

PASSAGGIO 3: conversione del risultato nell'unità di output

110.023373576782 --> Nessuna conversione richiesta

RISPOSTA FINALE

110.023373576782 ≈ 110.0234 <-- Numero Biot

(Calcolo completato in 00.004 secondi)

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Titoli di coda

Creato da Ayush gupta

Scuola universitaria di tecnologia chimica-USCT (GGSIPU), Nuova Delhi

Ayush gupta ha creato questa calcolatrice e altre 300+ altre calcolatrici!

Verificato da Prerana Bakli

Università delle Hawai'i a Mānoa (UH Manoa), Hawaii, Stati Uniti

Prerana Bakli ha verificato questa calcolatrice e altre 1600+ altre calcolatrici!

< 18 Conduzione del calore in stato instabile Calcolatrici

Risposta alla temperatura dell'impulso di energia istantanea in un solido semiinfinito

Partire Temperatura in qualsiasi momento T = Temperatura iniziale del solido+(Energia termica/(La zona*Densità del corpo*Capacità termica specifica*(pi*Diffusività termica*Tempo costante)^(0.5)))*exp((-Profondità del solido semi infinito^2)/(4*Diffusività termica*Tempo costante))

Tempo impiegato dall'oggetto per il riscaldamento o il raffreddamento con il metodo della capacità termica concentrata

Partire Tempo costante = ((-Densità del corpo*Capacità termica specifica*Volume dell'oggetto)/(Coefficiente di scambio termico*Superficie per convezione))*ln((Temperatura in qualsiasi momento T-Temperatura del fluido sfuso)/(Temperatura iniziale dell'oggetto-Temperatura del fluido sfuso))

Temperatura iniziale del corpo con il metodo della capacità termica concentrata

Partire Temperatura iniziale dell'oggetto = (Temperatura in qualsiasi momento T-Temperatura del fluido sfuso)/(exp((-Coefficiente di scambio termico*Superficie per convezione*Tempo costante)/(Densità del corpo*Capacità termica specifica*Volume dell'oggetto)))+Temperatura del fluido sfuso

Temperatura del corpo con il metodo della capacità termica concentrata

Partire Temperatura in qualsiasi momento T = (exp((-Coefficiente di scambio termico*Superficie per convezione*Tempo costante)/(Densità del corpo*Capacità termica specifica*Volume dell'oggetto)))*(Temperatura iniziale dell'oggetto-Temperatura del fluido sfuso)+Temperatura del fluido sfuso

Risposta alla temperatura dell'impulso di energia istantanea in un solido semiinfinito in superficie

Partire Temperatura in qualsiasi momento T = Temperatura iniziale del solido+(Energia termica/(La zona*Densità del corpo*Capacità termica specifica*(pi*Diffusività termica*Tempo costante)^(0.5)))

Numero di Fourier dato il coefficiente di scambio termico e la costante di tempo

Partire Numero di Fourier = (Coefficiente di scambio termico*Superficie per convezione*Tempo costante)/(Densità del corpo*Capacità termica specifica*Volume dell'oggetto*Numero Biot)

Numero di Biot dato il coefficiente di scambio termico e la costante di tempo

Partire Numero Biot = (Coefficiente di scambio termico*Superficie per convezione*Tempo costante)/(Densità del corpo*Capacità termica specifica*Volume dell'oggetto*Numero di Fourier)

Numero di Fourier usando il numero di Biot

Partire Numero di Fourier = (-1/(Numero Biot))*ln((Temperatura in qualsiasi momento T-Temperatura del fluido sfuso)/(Temperatura iniziale dell'oggetto-Temperatura del fluido sfuso))

Numero Biot usando il numero di Fourier

Partire Numero Biot = (-1/Numero di Fourier)*ln((Temperatura in qualsiasi momento T-Temperatura del fluido sfuso)/(Temperatura iniziale dell'oggetto-Temperatura del fluido sfuso))

Numero di Biot data la dimensione caratteristica e il numero di Fourier

Partire Numero Biot = (Coefficiente di scambio termico*Tempo costante)/(Densità del corpo*Capacità termica specifica*Dimensione caratteristica*Numero di Fourier)

Numero di Fourier data la dimensione caratteristica e il numero di Biot

Partire Numero di Fourier = (Coefficiente di scambio termico*Tempo costante)/(Densità del corpo*Capacità termica specifica*Dimensione caratteristica*Numero Biot)

Contenuto energetico interno iniziale del corpo in riferimento alla temperatura ambiente

Partire Contenuto energetico iniziale = Densità del corpo*Capacità termica specifica*Volume dell'oggetto*(Temperatura iniziale del solido-Temperatura ambiente)

Costante di tempo del sistema termico

Partire Tempo costante = (Densità del corpo*Capacità termica specifica*Volume dell'oggetto)/(Coefficiente di scambio termico*Superficie per convezione)

Numero di Fourier usando la conducibilità termica

Partire Numero di Fourier = ((Conduttività termica*Tempo caratteristico)/(Densità del corpo*Capacità termica specifica*(Dimensione caratteristica^2)))

Capacità del sistema termico con il metodo della capacità termica concentrata

Partire Capacità del sistema termico = Densità del corpo*Capacità termica specifica*Volume dell'oggetto

Numero di Fourier

Partire Numero di Fourier = (Diffusività termica*Tempo caratteristico)/(Dimensione caratteristica^2)

Numero di Biot utilizzando il coefficiente di trasferimento di calore

Partire Numero Biot = (Coefficiente di scambio termico*Spessore della parete)/Conduttività termica

Conducibilità termica dato il numero di Biot

Partire Conduttività termica = (Coefficiente di scambio termico*Spessore della parete)/Numero Biot

Numero di Biot data la dimensione caratteristica e il numero di Fourier Formula

Numero Biot = (Coefficiente di scambio termico*Tempo costante)/(Densità del corpo*Capacità termica specifica*Dimensione caratteristica*Numero di Fourier)
Bi = (h*𝜏)/(ρ_B*c*s*F_o)

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