Spessore della parete cilindrica per mantenere una data differenza di temperatura calcolatrice

✖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%
✖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%
✖La conduttività termica è la velocità con cui il calore passa attraverso un materiale specifico, espressa come quantità di flussi di calore per unità di tempo attraverso un'unità di area con un gradiente di temperatura di un grado per unità di distanza.ⓘ Conduttività termica [k]			+10% -10%
✖La lunghezza del cilindro è l'altezza verticale del cilindro.ⓘ Lunghezza del cilindro [l_cyl]			+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 del flusso di calore [Q]			+10% -10%

✖Lo spessore è la distanza attraverso un oggetto.ⓘ Spessore della parete cilindrica per mantenere una data differenza di temperatura [t]

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Formula

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Spessore della parete cilindrica per mantenere una data differenza di temperatura

Formula

`"t" = "r"_{"1"}*(e^((("T"_{"i"}-"T"_{"o"})*2*pi*"k"*"l"_{"cyl"})/"Q")-1)`

Esempio

`"1.426123m"="0.8m"*(e^((("305K"-"300K")*2*pi*"10.18W/(m*K)"*"0.4m")/"125W")-1)`

Calcolatrice

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Spessore della parete cilindrica per mantenere una data differenza di temperatura Soluzione

FASE 0: Riepilogo pre-calcolo

Formula utilizzata

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)
t = r₁*(e^(((T_i-T_o)*2*pi*k*l_cyl)/Q)-1)
Questa formula utilizza 2 Costanti, 7 Variabili

Costanti utilizzate

pi - Costante di Archimede Valore preso come 3.14159265358979323846264338327950288
e - Costante di Napier Valore preso come 2.71828182845904523536028747135266249

Variabili utilizzate

Spessore - (Misurato in metro) - Lo spessore è la distanza attraverso un oggetto.
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.
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.).
Conduttività termica - (Misurato in Watt per metro per K) - La conduttività termica è la velocità con cui il calore passa attraverso un materiale specifico, espressa come quantità di flussi di calore per unità di tempo attraverso un'unità di area con un gradiente di temperatura di un grado per unità di distanza.
Lunghezza del cilindro - (Misurato in metro) - La lunghezza del cilindro è l'altezza verticale del cilindro.
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.

PASSAGGIO 1: conversione degli ingressi in unità di base

Raggio 1: 0.8 metro --> 0.8 metro Nessuna conversione richiesta
Temperatura della superficie interna: 305 Kelvin --> 305 Kelvin Nessuna conversione richiesta
Temperatura della superficie esterna: 300 Kelvin --> 300 Kelvin Nessuna conversione richiesta
Conduttività termica: 10.18 Watt per metro per K --> 10.18 Watt per metro per K Nessuna conversione richiesta
Lunghezza del cilindro: 0.4 metro --> 0.4 metro Nessuna conversione richiesta
Portata del flusso di calore: 125 Watt --> 125 Watt Nessuna conversione richiesta

FASE 2: valutare la formula

Sostituzione dei valori di input nella formula

t = r₁*(e^(((T_i-T_o)*2*pi*k*l_cyl)/Q)-1) --> 0.8*(e^(((305-300)*2*pi*10.18*0.4)/125)-1)

Valutare ... ...

t = 1.42612336536852

PASSAGGIO 3: conversione del risultato nell'unità di output

1.42612336536852 metro --> Nessuna conversione richiesta

RISPOSTA FINALE

1.42612336536852 ≈ 1.426123 metro <-- Spessore

(Calcolo completato in 00.004 secondi)

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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 Ravi Khiyani

Shri Govindram Seksaria Institute of Technology and Science (SGSIT), Indore

Ravi Khiyani ha verificato questa calcolatrice e altre 300+ 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)

Spessore della parete cilindrica per mantenere una data differenza di temperatura Formula

Cos'è la conduzione allo stato stazionario?

La conduzione allo stato stazionario è la forma di conduzione che si verifica quando le differenze di temperatura che guidano la conduzione sono costanti, in modo che (dopo un tempo di equilibrio), la distribuzione spaziale delle temperature (campo di temperatura) nell'oggetto conduttore non cambia ulteriore.

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