Portata di calore attraverso la parete composita sferica di 2 strati in serie 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, sia piana, cilindrica, sferica, ecc.ⓘ Temperatura della superficie esterna [T_o]			+10% -10%
✖La conduttività termica del primo corpo è espressa come quantità di flussi di calore per unità di tempo attraverso un'unità di area del primo corpo con gradiente di temperatura di un grado per unità di distanza.ⓘ Conducibilità termica del 1° corpo [k₁]			+10% -10%
✖Il raggio della prima sfera concentrica è la distanza dal centro delle sfere concentriche a qualsiasi punto sulla prima sfera concentrica o raggio della prima sfera.ⓘ Raggio della prima sfera concentrica [r₁]			+10% -10%
✖Il raggio della seconda sfera concentrica è la distanza dal centro delle sfere concentriche a qualsiasi punto della seconda sfera concentrica o raggio della seconda sfera.ⓘ Raggio della 2a sfera concentrica [r₂]			+10% -10%
✖La conduttività termica del 2° corpo è espressa come quantità di flussi di calore per unità di tempo attraverso un'unità di area del secondo corpo con gradiente di temperatura di un grado per unità di distanza.ⓘ Conducibilità termica del 2° corpo [k₂]			+10% -10%
✖Il raggio della terza sfera concentrica è la distanza dal centro delle sfere concentriche a qualsiasi punto della terza sfera concentrica o raggio della terza sfera.ⓘ Raggio della terza sfera concentrica [r₃]			+10% -10%

✖La portata di calore della parete di 2 strati è la quantità di calore che viene trasferita per unità di tempo nel materiale. Il calore è il flusso di energia termica guidato dal disequilibrio termico.ⓘ Portata di calore attraverso la parete composita sferica di 2 strati in serie [Q^']

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Formula

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Portata di calore attraverso la parete composita sferica di 2 strati in serie

Formula

`"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"}))`

Esempio

`"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"))`

Calcolatrice

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Portata di calore attraverso la parete composita sferica di 2 strati in serie Soluzione

FASE 0: Riepilogo pre-calcolo

Formula utilizzata

Portata termica della parete di 2 strati = (Temperatura della superficie interna-Temperatura della superficie esterna)/(1/(4*pi*Conducibilità termica del 1° corpo)*(1/Raggio della prima sfera concentrica-1/Raggio della 2a sfera concentrica)+1/(4*pi*Conducibilità termica del 2° corpo)*(1/Raggio della 2a sfera concentrica-1/Raggio della terza sfera concentrica))
Q^' = (T_i-T_o)/(1/(4*pi*k₁)*(1/r₁-1/r₂)+1/(4*pi*k₂)*(1/r₂-1/r₃))
Questa formula utilizza 1 Costanti, 8 Variabili

Costanti utilizzate

pi - Costante di Archimede Valore preso come 3.14159265358979323846264338327950288

Variabili utilizzate

Portata termica della parete di 2 strati - (Misurato in Watt) - La portata di calore della parete di 2 strati è la quantità di calore che viene trasferita per unità di tempo nel materiale. 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, sia piana, cilindrica, sferica, ecc.
Conducibilità termica del 1° corpo - (Misurato in Watt per metro per K) - La conduttività termica del primo corpo è espressa come quantità di flussi di calore per unità di tempo attraverso un'unità di area del primo corpo con gradiente di temperatura di un grado per unità di distanza.
Raggio della prima sfera concentrica - (Misurato in metro) - Il raggio della prima sfera concentrica è la distanza dal centro delle sfere concentriche a qualsiasi punto sulla prima sfera concentrica o raggio della prima sfera.
Raggio della 2a sfera concentrica - (Misurato in metro) - Il raggio della seconda sfera concentrica è la distanza dal centro delle sfere concentriche a qualsiasi punto della seconda sfera concentrica o raggio della seconda sfera.
Conducibilità termica del 2° corpo - (Misurato in Watt per metro per K) - La conduttività termica del 2° corpo è espressa come quantità di flussi di calore per unità di tempo attraverso un'unità di area del secondo corpo con gradiente di temperatura di un grado per unità di distanza.
Raggio della terza sfera concentrica - (Misurato in metro) - Il raggio della terza sfera concentrica è la distanza dal centro delle sfere concentriche a qualsiasi punto della terza sfera concentrica o raggio della terza sfera.

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
Conducibilità termica del 1° corpo: 0.001 Watt per metro per K --> 0.001 Watt per metro per K Nessuna conversione richiesta
Raggio della prima sfera concentrica: 5 metro --> 5 metro Nessuna conversione richiesta
Raggio della 2a sfera concentrica: 6 metro --> 6 metro Nessuna conversione richiesta
Conducibilità termica del 2° corpo: 0.002 Watt per metro per K --> 0.002 Watt per metro per K Nessuna conversione richiesta
Raggio della terza sfera concentrica: 7 metro --> 7 metro Nessuna conversione richiesta

FASE 2: valutare la formula

Sostituzione dei valori di input nella formula

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))

Valutare ... ...

Q^' = 1.38891464685022

PASSAGGIO 3: conversione del risultato nell'unità di output

1.38891464685022 Watt --> Nessuna conversione richiesta

RISPOSTA FINALE

1.38891464685022 ≈ 1.388915 Watt <-- Portata termica della parete di 2 strati

(Calcolo completato in 00.021 secondi)

Tu sei qui -

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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 Maiarutselvan V

PSG College of Technology (PSGCT), Coimbatore

Maiarutselvan V ha verificato questa calcolatrice e altre 300+ altre calcolatrici!

< 11 Conduzione in Sfera Calcolatrici

Resistenza termica totale della parete sferica di 3 strati senza convezione

Partire Resistenza termica della sfera = (Raggio della 2a sfera concentrica-Raggio della prima sfera concentrica)/(4*pi*Conducibilità termica del 1° corpo*Raggio della prima sfera concentrica*Raggio della 2a sfera concentrica)+(Raggio della terza sfera concentrica-Raggio della 2a sfera concentrica)/(4*pi*Conducibilità termica del 2° corpo*Raggio della 2a sfera concentrica*Raggio della terza sfera concentrica)+(Raggio della quarta sfera concentrica-Raggio della terza sfera concentrica)/(4*pi*Conducibilità termica del 3° corpo*Raggio della terza sfera concentrica*Raggio della quarta sfera concentrica)

Resistenza termica della parete composita sferica di 2 strati in serie con convezione

Partire Resistenza termica della sfera = 1/(4*pi)*(1/(Coefficiente di trasferimento di calore per convezione interna*Raggio della prima sfera concentrica^2)+1/Conducibilità termica del 1° corpo*(1/Raggio della prima sfera concentrica-1/Raggio della 2a sfera concentrica)+1/Conducibilità termica del 2° corpo*(1/Raggio della 2a sfera concentrica-1/Raggio della terza sfera concentrica)+1/(Coefficiente di trasferimento di calore per convezione esterna*Raggio della terza sfera concentrica^2))

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

Partire Resistenza termica della sfera = 1/(4*pi*Raggio della prima sfera concentrica^2*Coefficiente di trasferimento di calore per convezione interna)+(Raggio della 2a sfera concentrica-Raggio della prima sfera concentrica)/(4*pi*Conduttività termica*Raggio della prima sfera concentrica*Raggio della 2a sfera concentrica)+1/(4*pi*Raggio della 2a sfera concentrica^2*Coefficiente di trasferimento di calore per convezione esterna)

Resistenza termica totale della parete sferica di 2 strati senza convezione

Partire Resistenza termica a sfera senza convezione = (Raggio della 2a sfera concentrica-Raggio della prima sfera concentrica)/(4*pi*Conducibilità termica del 1° corpo*Raggio della prima sfera concentrica*Raggio della 2a sfera concentrica)+(Raggio della terza sfera concentrica-Raggio della 2a sfera concentrica)/(4*pi*Conducibilità termica del 2° corpo*Raggio della 2a sfera concentrica*Raggio della terza sfera concentrica)

Portata di calore attraverso la parete composita sferica di 2 strati in serie

Partire Portata termica della parete di 2 strati = (Temperatura della superficie interna-Temperatura della superficie esterna)/(1/(4*pi*Conducibilità termica del 1° corpo)*(1/Raggio della prima sfera concentrica-1/Raggio della 2a sfera concentrica)+1/(4*pi*Conducibilità termica del 2° corpo)*(1/Raggio della 2a sfera concentrica-1/Raggio della terza sfera concentrica))

Portata di calore attraverso la parete sferica

Partire Portata del flusso di calore = (Temperatura della superficie interna-Temperatura della superficie esterna)/((Raggio della 2a sfera concentrica-Raggio della prima sfera concentrica)/(4*pi*Conduttività termica*Raggio della prima sfera concentrica*Raggio della 2a sfera concentrica))

Spessore della parete sferica da mantenere data la differenza di temperatura

Partire Spessore della sfera di conduzione = 1/(1/Raggio della sfera-(4*pi*Conduttività termica*(Temperatura della superficie interna-Temperatura della superficie esterna))/Portata del flusso di calore)-Raggio della sfera

Resistenza termica della parete sferica

Partire Resistenza termica della sfera senza convezione = (Raggio della 2a sfera concentrica-Raggio della prima sfera concentrica)/(4*pi*Conduttività termica*Raggio della prima sfera concentrica*Raggio della 2a sfera concentrica)

Temperatura della superficie esterna della parete sferica

Partire Temperatura della superficie esterna = Temperatura della superficie interna-Portata del flusso di calore/(4*pi*Conduttività termica)*(1/Raggio della prima sfera concentrica-1/Raggio della 2a sfera concentrica)

Temperatura della superficie interna della parete sferica

Partire Temperatura della superficie interna = Temperatura della superficie esterna+Portata del flusso di calore/(4*pi*Conduttività termica)*(1/Raggio della prima sfera concentrica-1/Raggio della 2a sfera concentrica)

Resistenza alla convezione per strato sferico

Partire Resistenza termica della sfera senza convezione = 1/(4*pi*Raggio della sfera^2*Coefficiente di trasferimento di calore per convezione)

Portata di calore attraverso la parete composita sferica di 2 strati in serie Formula

Cos'è una portata di calore?

La velocità del flusso di calore è la quantità di calore trasferita per unità di tempo in alcuni materiali, solitamente misurata in watt (joule al secondo). Il calore è il flusso di energia termica guidato dal non equilibrio termico.

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