Flusso di calore per nucleare l'ebollizione della piscina calcolatrice

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Nozioni di base sull'HMT

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Trasferimento di massa convettivo

Umidificazione

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Bollente

Convezione libera

Gruppi senza dimensione

✖La viscosità dinamica del fluido è la resistenza al movimento di uno strato di un fluido rispetto a un altro.ⓘ Viscosità dinamica del fluido [μ_f]			+10% -10%
✖La variazione di entalpia di vaporizzazione è la quantità di energia (entalpia) che deve essere aggiunta a una sostanza liquida per trasformare una quantità di quella sostanza in un gas.ⓘ Variazione dell'entalpia di vaporizzazione [∆H]			+10% -10%
✖La densità del liquido è la massa di un volume unitario di una sostanza materiale.ⓘ Densità del liquido [ρ_l]			+10% -10%
✖La densità del vapore è la massa di un'unità di volume di una sostanza materiale.ⓘ Densità di vapore [ρ_v]			+10% -10%
✖La tensione superficiale è la superficie di un liquido che gli permette di resistere ad una forza esterna, grazie alla natura coesiva delle sue molecole.ⓘ Tensione superficiale [Y]			+10% -10%
✖Il calore specifico di un liquido è la quantità di calore per unità di massa necessaria per aumentare la temperatura di un grado Celsius.ⓘ Calore specifico del liquido [C_l]			+10% -10%
✖La sovratemperatura è definita come la differenza di temperatura tra la fonte di calore e la temperatura di saturazione del fluido.ⓘ Temperatura eccessiva [ΔT]			+10% -10%
✖Costante nell'ebollizione nucleata è un termine costante utilizzato nell'equazione di ebollizione del pool nucleato.ⓘ Costante nell'ebollizione nucleata [C_s]			+10% -10%
✖Il numero di Prandtl (Pr) o gruppo Prandtl è un numero adimensionale, dal nome del fisico tedesco Ludwig Prandtl, definito come il rapporto tra la diffusività della quantità di moto e la diffusività termica.ⓘ Numero Prandtl [Pr]			+10% -10%

✖Il flusso di calore è la velocità di trasferimento del calore per unità di area normale alla direzione del flusso di calore. È indicato con la lettera "q".ⓘ Flusso di calore per nucleare l'ebollizione della piscina [Q]

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Formula

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Flusso di calore per nucleare l'ebollizione della piscina

Formula

`"Q" = "μ"_{"f"}*"∆H"*((("[g]"*("ρ"_{"l"}-"ρ"_{"v"}))/("Y"))^0.5)*((("C"_{"l"}*"ΔT")/("C"_{"s"}*"∆H"*("Pr")^1.7))^3.0)`

Esempio

`"69.42814W/m²"="8Pa*s"*"500J/mol"*((("[g]"*("4kg/m³"-"0.5kg/m³"))/("21.8N/m"))^0.5)*((("3J/(kg*K)"*"12K")/("0.55"*"500J/mol"*("0.7")^1.7))^3.0)`

Calcolatrice

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Flusso di calore per nucleare l'ebollizione della piscina Soluzione

FASE 0: Riepilogo pre-calcolo

Formula utilizzata

Flusso di calore = Viscosità dinamica del fluido*Variazione dell'entalpia di vaporizzazione*((([g]*(Densità del liquido-Densità di vapore))/(Tensione superficiale))^0.5)*(((Calore specifico del liquido*Temperatura eccessiva)/(Costante nell'ebollizione nucleata*Variazione dell'entalpia di vaporizzazione*(Numero Prandtl)^1.7))^3.0)
Q = μ_f*∆H*((([g]*(ρ_l-ρ_v))/(Y))^0.5)*(((C_l*ΔT)/(C_s*∆H*(Pr)^1.7))^3.0)
Questa formula utilizza 1 Costanti, 10 Variabili

Costanti utilizzate

[g] - Accelerazione gravitazionale sulla Terra Valore preso come 9.80665

Variabili utilizzate

Flusso di calore - (Misurato in Watt per metro quadrato) - Il flusso di calore è la velocità di trasferimento del calore per unità di area normale alla direzione del flusso di calore. È indicato con la lettera "q".
Viscosità dinamica del fluido - (Misurato in pascal secondo) - La viscosità dinamica del fluido è la resistenza al movimento di uno strato di un fluido rispetto a un altro.
Variazione dell'entalpia di vaporizzazione - (Misurato in Joule Per Mole) - La variazione di entalpia di vaporizzazione è la quantità di energia (entalpia) che deve essere aggiunta a una sostanza liquida per trasformare una quantità di quella sostanza in un gas.
Densità del liquido - (Misurato in Chilogrammo per metro cubo) - La densità del liquido è la massa di un volume unitario di una sostanza materiale.
Densità di vapore - (Misurato in Chilogrammo per metro cubo) - La densità del vapore è la massa di un'unità di volume di una sostanza materiale.
Tensione superficiale - (Misurato in Newton per metro) - La tensione superficiale è la superficie di un liquido che gli permette di resistere ad una forza esterna, grazie alla natura coesiva delle sue molecole.
Calore specifico del liquido - (Misurato in Joule per Chilogrammo per K) - Il calore specifico di un liquido è la quantità di calore per unità di massa necessaria per aumentare la temperatura di un grado Celsius.
Temperatura eccessiva - (Misurato in Kelvin) - La sovratemperatura è definita come la differenza di temperatura tra la fonte di calore e la temperatura di saturazione del fluido.
Costante nell'ebollizione nucleata - Costante nell'ebollizione nucleata è un termine costante utilizzato nell'equazione di ebollizione del pool nucleato.
Numero Prandtl - Il numero di Prandtl (Pr) o gruppo Prandtl è un numero adimensionale, dal nome del fisico tedesco Ludwig Prandtl, definito come il rapporto tra la diffusività della quantità di moto e la diffusività termica.

PASSAGGIO 1: conversione degli ingressi in unità di base

Viscosità dinamica del fluido: 8 pascal secondo --> 8 pascal secondo Nessuna conversione richiesta
Variazione dell'entalpia di vaporizzazione: 500 Joule Per Mole --> 500 Joule Per Mole Nessuna conversione richiesta
Densità del liquido: 4 Chilogrammo per metro cubo --> 4 Chilogrammo per metro cubo Nessuna conversione richiesta
Densità di vapore: 0.5 Chilogrammo per metro cubo --> 0.5 Chilogrammo per metro cubo Nessuna conversione richiesta
Tensione superficiale: 21.8 Newton per metro --> 21.8 Newton per metro Nessuna conversione richiesta
Calore specifico del liquido: 3 Joule per Chilogrammo per K --> 3 Joule per Chilogrammo per K Nessuna conversione richiesta
Temperatura eccessiva: 12 Kelvin --> 12 Kelvin Nessuna conversione richiesta
Costante nell'ebollizione nucleata: 0.55 --> Nessuna conversione richiesta
Numero Prandtl: 0.7 --> Nessuna conversione richiesta

FASE 2: valutare la formula

Sostituzione dei valori di input nella formula

Q = μ_f*∆H*((([g]*(ρ_l-ρ_v))/(Y))^0.5)*(((C_l*ΔT)/(C_s*∆H*(Pr)^1.7))^3.0) --> 8*500*((([g]*(4-0.5))/(21.8))^0.5)*(((3*12)/(0.55*500*(0.7)^1.7))^3.0)

Valutare ... ...

Q = 69.4281385117412

PASSAGGIO 3: conversione del risultato nell'unità di output

69.4281385117412 Watt per metro quadrato --> Nessuna conversione richiesta

RISPOSTA FINALE

69.4281385117412 ≈ 69.42814 Watt per metro quadrato <-- Flusso di calore

(Calcolo completato in 00.020 secondi)

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Titoli di coda

Creato da Nishan Poojary

Shri Madhwa Vadiraja Institute of Technology and Management (SMVITM), Udupi

Nishan Poojary ha creato questa calcolatrice e altre 500+ altre calcolatrici!

Verificato da Rajat Vishwakarma

Istituto universitario di tecnologia RGPV (UIT - RGPV), Bhopal

Rajat Vishwakarma ha verificato questa calcolatrice e altre 400+ altre calcolatrici!

< 11 Bollente Calcolatrici

Flusso di calore massimo per nucleare l'ebollizione della piscina

Partire Flusso di calore massimo = (1.464*10^-9)*(((Calore specifico del liquido*(Conducibilità termica del liquido^2)*(Densità del liquido^0.5)*(Densità del liquido-Densità di vapore))/(Densità di vapore*Variazione dell'entalpia di vaporizzazione*Viscosità dinamica del fluido^0.5))^0.5)*(((Variazione dell'entalpia di vaporizzazione*Densità di vapore*Temperatura eccessiva)/(Tensione superficiale*Temperatura del fluido))^2.3)

Coefficiente di scambio termico per convezione per un'ebollizione stabile del film

Partire Coefficiente di trasferimento del calore per convezione = 0.62*((Conduttività termica del vapore^3*Densità di vapore*[g]*(Densità del liquido-Densità di vapore)*(Variazione dell'entalpia di vaporizzazione+(0.68*Calore specifico del vapore)*Temperatura eccessiva))/(Viscosità dinamica del vapore*Diametro*Temperatura eccessiva))^0.25

Flusso di calore per nucleare l'ebollizione della piscina

Partire Flusso di calore = Viscosità dinamica del fluido*Variazione dell'entalpia di vaporizzazione*((([g]*(Densità del liquido-Densità di vapore))/(Tensione superficiale))^0.5)*(((Calore specifico del liquido*Temperatura eccessiva)/(Costante nell'ebollizione nucleata*Variazione dell'entalpia di vaporizzazione*(Numero Prandtl)^1.7))^3.0)

Entalpia di evaporazione per nucleare l'ebollizione del pool

Partire Variazione dell'entalpia di vaporizzazione = ((1/Flusso di calore)*Viscosità dinamica del fluido*(([g]*(Densità del liquido-Densità di vapore))/(Tensione superficiale))^0.5*((Calore specifico del liquido*Temperatura eccessiva)/(Costante nell'ebollizione nucleata*(Numero Prandtl)^1.7))^3)^0.5

Entalpia di evaporazione dato il flusso di calore critico

Partire Variazione dell'entalpia di vaporizzazione = Flusso di calore critico/(0.18*Densità di vapore*(((Tensione superficiale*[g]*(Densità del liquido-Densità di vapore))/(Densità di vapore^2))^0.25))

Flusso di calore critico per nucleare l'ebollizione della piscina

Partire Flusso di calore critico = 0.18*Variazione dell'entalpia di vaporizzazione*Densità di vapore*((Tensione superficiale*[g]*(Densità del liquido-Densità di vapore))/(Densità di vapore^2))^0.25

Coefficiente di scambio termico dovuto all'irraggiamento per tubi orizzontali

Partire Coefficiente di trasferimento del calore per radiazione = [Stefan-BoltZ]*Emissività*(((Temperatura della parete^4)-(Temperatura di saturazione^4))/(Temperatura della parete-Temperatura di saturazione))

Emissività dato il coefficiente di scambio termico per irraggiamento

Partire Emissività = Coefficiente di trasferimento del calore per radiazione/([Stefan-BoltZ]*((Temperatura della parete^4-Temperatura di saturazione^4)/(Temperatura della parete-Temperatura di saturazione)))

Coefficiente di scambio termico per irraggiamento

Partire Coefficiente di trasferimento del calore per radiazione = (Coefficiente di scambio termico mediante ebollizione-Coefficiente di trasferimento del calore per convezione)/0.75

Coefficiente di scambio termico nella bollitura del film

Partire Coefficiente di scambio termico mediante ebollizione = Coefficiente di trasferimento del calore per convezione+0.75*Coefficiente di trasferimento del calore per radiazione

Coefficiente di scambio termico per convezione

Partire Coefficiente di trasferimento del calore per convezione = Coefficiente di scambio termico mediante ebollizione-0.75*Coefficiente di trasferimento del calore per radiazione

Flusso di calore per nucleare l'ebollizione della piscina Formula

Cosa sta bollendo

L'ebollizione è la rapida vaporizzazione di un liquido, che si verifica quando un liquido viene riscaldato fino al suo punto di ebollizione, la temperatura alla quale la tensione di vapore del liquido è uguale alla pressione esercitata sul liquido dall'atmosfera circostante.

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