Portata di calore attraverso la parete composita cilindrica di 2 strati calcolatrice

✖La temperatura della superficie interna è la temperatura sulla superficie interna della parete, sia piana, cilindrica, sferica, ecc.ⓘ Temperatura della superficie interna [T_i]			+10% -10%
✖La temperatura della superficie esterna è la temperatura sulla superficie esterna della parete (parete piana, cilindrica o sferica, ecc.).ⓘ Temperatura della superficie esterna [T_o]			+10% -10%
✖Il raggio 2 è il raggio del secondo cerchio concentrico o cerchio.ⓘ Raggio 2 [r₂]			+10% -10%
✖Il raggio 1 è la distanza dal centro dei cerchi concentrici a qualsiasi punto del primo/più piccolo cerchio concentrico o del raggio del primo cerchio.ⓘ Raggio 1 [r₁]			+10% -10%
✖Conducibilità termica 1 è la conduttività termica del primo corpo.ⓘ Conducibilità termica 1 [k₁]			+10% -10%
✖La lunghezza del cilindro è l'altezza verticale del cilindro.ⓘ Lunghezza del cilindro [l_cyl]			+10% -10%
✖Il raggio 3 è la distanza dal centro dei cerchi concentrici a qualsiasi punto del terzo cerchio concentrico o raggio del terzo cerchio.ⓘ Raggio 3 [r₃]			+10% -10%
✖Conduttività Termica 2 è la conduttività termica del secondo corpo.ⓘ Conducibilità termica 2 [k₂]			+10% -10%

✖La portata di calore è la quantità di calore che viene trasferita per unità di tempo in un materiale, solitamente misurata in watt. Il calore è il flusso di energia termica guidato dal disequilibrio termico.ⓘ Portata di calore attraverso la parete composita cilindrica di 2 strati [Q]

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Formula

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Portata di calore attraverso la parete composita cilindrica di 2 strati

Formula

`"Q" = ("T"_{"i"}-"T"_{"o"})/((ln("r"_{"2"}/"r"_{"1"}))/(2*pi*"k"_{"1"}*"l"_{"cyl"})+(ln("r"_{"3"}/"r"_{"2"}))/(2*pi*"k"_{"2"}*"l"_{"cyl"}))`

Esempio

`"9.276513W"=("305K"-"300K")/((ln("12m"/"0.8m"))/(2*pi*"1.6W/(m*K)"*"0.4m")+(ln("8m"/"12m"))/(2*pi*"1.2W/(m*K)"*"0.4m"))`

Calcolatrice

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Portata di calore attraverso la parete composita cilindrica di 2 strati Soluzione

FASE 0: Riepilogo pre-calcolo

Formula utilizzata

Portata del flusso di calore = (Temperatura della superficie interna-Temperatura della superficie esterna)/((ln(Raggio 2/Raggio 1))/(2*pi*Conducibilità termica 1*Lunghezza del cilindro)+(ln(Raggio 3/Raggio 2))/(2*pi*Conducibilità termica 2*Lunghezza del cilindro))
Q = (T_i-T_o)/((ln(r₂/r₁))/(2*pi*k₁*l_cyl)+(ln(r₃/r₂))/(2*pi*k₂*l_cyl))
Questa formula utilizza 1 Costanti, 1 Funzioni, 9 Variabili

Costanti utilizzate

pi - Costante di Archimede Valore preso come 3.14159265358979323846264338327950288

Funzioni utilizzate

ln - Il logaritmo naturale, detto anche logaritmo in base e, è la funzione inversa della funzione esponenziale naturale., ln(Number)

Variabili utilizzate

Portata del flusso di calore - (Misurato in Watt) - La portata di calore è la quantità di calore che viene trasferita per unità di tempo in un materiale, solitamente misurata in watt. Il calore è il flusso di energia termica guidato dal disequilibrio termico.
Temperatura della superficie interna - (Misurato in Kelvin) - La temperatura della superficie interna è la temperatura sulla superficie interna della parete, sia piana, cilindrica, sferica, ecc.
Temperatura della superficie esterna - (Misurato in Kelvin) - La temperatura della superficie esterna è la temperatura sulla superficie esterna della parete (parete piana, cilindrica o sferica, ecc.).
Raggio 2 - (Misurato in metro) - Il raggio 2 è il raggio del secondo cerchio concentrico o cerchio.
Raggio 1 - (Misurato in metro) - Il raggio 1 è la distanza dal centro dei cerchi concentrici a qualsiasi punto del primo/più piccolo cerchio concentrico o del raggio del primo cerchio.
Conducibilità termica 1 - (Misurato in Watt per metro per K) - Conducibilità termica 1 è la conduttività termica del primo corpo.
Lunghezza del cilindro - (Misurato in metro) - La lunghezza del cilindro è l'altezza verticale del cilindro.
Raggio 3 - (Misurato in metro) - Il raggio 3 è la distanza dal centro dei cerchi concentrici a qualsiasi punto del terzo cerchio concentrico o raggio del terzo cerchio.
Conducibilità termica 2 - (Misurato in Watt per metro per K) - Conduttività Termica 2 è la conduttività termica del secondo corpo.

PASSAGGIO 1: conversione degli ingressi in unità di base

Temperatura della superficie interna: 305 Kelvin --> 305 Kelvin Nessuna conversione richiesta
Temperatura della superficie esterna: 300 Kelvin --> 300 Kelvin Nessuna conversione richiesta
Raggio 2: 12 metro --> 12 metro Nessuna conversione richiesta
Raggio 1: 0.8 metro --> 0.8 metro Nessuna conversione richiesta
Conducibilità termica 1: 1.6 Watt per metro per K --> 1.6 Watt per metro per K Nessuna conversione richiesta
Lunghezza del cilindro: 0.4 metro --> 0.4 metro Nessuna conversione richiesta
Raggio 3: 8 metro --> 8 metro Nessuna conversione richiesta
Conducibilità termica 2: 1.2 Watt per metro per K --> 1.2 Watt per metro per K Nessuna conversione richiesta

FASE 2: valutare la formula

Sostituzione dei valori di input nella formula

Q = (T_i-T_o)/((ln(r₂/r₁))/(2*pi*k₁*l_cyl)+(ln(r₃/r₂))/(2*pi*k₂*l_cyl)) --> (305-300)/((ln(12/0.8))/(2*pi*1.6*0.4)+(ln(8/12))/(2*pi*1.2*0.4))

Valutare ... ...

Q = 9.27651294602508

PASSAGGIO 3: conversione del risultato nell'unità di output

9.27651294602508 Watt --> Nessuna conversione richiesta

RISPOSTA FINALE

9.27651294602508 ≈ 9.276513 Watt <-- Portata del flusso di calore

(Calcolo completato in 00.004 secondi)

Tu sei qui -

Casa » Fisica » Trasferimento di calore e massa » Conduzione » Conduzione in Cilindro » Portata di calore attraverso la parete composita cilindrica di 2 strati

Titoli di coda

Creato da Sai Venkata Phanindra Chary Arendra

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

Sai Venkata Phanindra Chary Arendra ha creato questa calcolatrice e altre 100+ altre calcolatrici!

Verificato da Vinay Mishra

Istituto indiano di ingegneria aeronautica e tecnologia dell'informazione (IIAEIT), Pune

Vinay Mishra ha verificato questa calcolatrice e altre 100+ altre calcolatrici!

< 14 Conduzione in Cilindro Calcolatrici

Portata di calore attraverso la parete composita cilindrica di 3 strati

Partire Portata del flusso di calore = (Temperatura della superficie interna-Temperatura della superficie esterna)/((ln(Raggio 2/Raggio 1))/(2*pi*Conducibilità termica 1*Lunghezza del cilindro)+(ln(Raggio 3/Raggio 2))/(2*pi*Conducibilità termica 2*Lunghezza del cilindro)+(ln(Raggio 4/Raggio 3))/(2*pi*Conducibilità termica 3*Lunghezza del cilindro))

Resistenza termica totale di 3 resistenze cilindriche collegate in serie

Partire Resistenza termica = (ln(Raggio 2/Raggio 1))/(2*pi*Conducibilità termica 1*Lunghezza del cilindro)+(ln(Raggio 3/Raggio 2))/(2*pi*Conducibilità termica 2*Lunghezza del cilindro)+(ln(Raggio 4/Raggio 3))/(2*pi*Conducibilità termica 3*Lunghezza del cilindro)

Resistenza termica totale della parete cilindrica con convezione su entrambi i lati

Partire Resistenza termica = 1/(2*pi*Raggio 1*Lunghezza del cilindro*Coefficiente di trasferimento di calore per convezione interna)+(ln(Raggio 2/Raggio 1))/(2*pi*Conduttività termica*Lunghezza del cilindro)+1/(2*pi*Raggio 2*Lunghezza del cilindro*Coefficiente di trasferimento di calore per convezione esterna)

Portata di calore attraverso la parete composita cilindrica di 2 strati

Temperatura della superficie esterna della parete composita cilindrica di 2 strati

Partire Temperatura della superficie esterna = Temperatura della superficie interna-Portata del flusso di calore*((ln(Raggio 2/Raggio 1))/(2*pi*Conducibilità termica 1*Lunghezza del cilindro)+(ln(Raggio 3/Raggio 2))/(2*pi*Conducibilità termica 2*Lunghezza del cilindro))

Resistenza termica totale di 2 resistenze cilindriche collegate in serie

Partire Resistenza termica = (ln(Raggio 2/Raggio 1))/(2*pi*Conducibilità termica 1*Lunghezza del cilindro)+(ln(Raggio 3/Raggio 2))/(2*pi*Conducibilità termica 2*Lunghezza del cilindro)

Portata di calore attraverso la parete cilindrica

Partire Portata del flusso di calore = (Temperatura della superficie interna-Temperatura della superficie esterna)/((ln(Raggio 2/Raggio 1))/(2*pi*Conduttività termica*Lunghezza del cilindro))

Conducibilità termica della parete cilindrica data la differenza di temperatura

Partire Conduttività termica = (Portata del flusso di calore*ln(Raggio 2/Raggio 1))/(2*pi*Lunghezza del cilindro*(Temperatura della superficie interna-Temperatura della superficie esterna))

Lunghezza della parete cilindrica per una data portata di calore

Partire Lunghezza del cilindro = (Portata del flusso di calore*ln(Raggio 2/Raggio 1))/(2*pi*Conduttività termica*(Temperatura della superficie interna-Temperatura della superficie esterna))

Temperatura della superficie esterna della parete cilindrica data la portata termica

Partire Temperatura della superficie esterna = Temperatura della superficie interna-(Portata del flusso di calore*ln(Raggio 2/Raggio 1))/(2*pi*Conduttività termica*Lunghezza del cilindro)

Temperatura della superficie interna della parete cilindrica in conduzione

Partire Temperatura della superficie interna = Temperatura della superficie esterna+(Portata del flusso di calore*ln(Raggio 2/Raggio 1))/(2*pi*Conduttività termica*Lunghezza del cilindro)

Spessore della parete cilindrica per mantenere una data differenza di temperatura

Partire Spessore = Raggio 1*(e^(((Temperatura della superficie interna-Temperatura della superficie esterna)*2*pi*Conduttività termica*Lunghezza del cilindro)/Portata del flusso di calore)-1)

Resistenza termica per conduzione termica radiale nei cilindri

Partire Resistenza termica = ln(Raggio esterno/Raggio interno)/(2*pi*Conduttività termica*Lunghezza del cilindro)

Resistenza alla convezione per strato cilindrico

Partire Resistenza termica = 1/(Trasferimento di calore per convezione*2*pi*Raggio del cilindro*Lunghezza del cilindro)

Portata di calore attraverso la parete composita cilindrica di 2 strati Formula

Qual è la legge di Fourier del trasferimento di calore?

La legge della conduzione del calore, nota anche come legge di Fourier, afferma che la velocità di trasferimento del calore attraverso un materiale è proporzionale al gradiente negativo della temperatura e all'area, ad angolo retto rispetto a quel gradiente, attraverso cui scorre il calore.

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