Warmtestroomsnelheid door cilindrische composietwand van 2 lagen Oplossing

STAP 0: Samenvatting voorberekening
Formule gebruikt
Warmtestroomsnelheid = (Temperatuur binnenoppervlak-Buitenoppervlaktetemperatuur)/((ln(Straal 2/Straal 1))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 1*Lengte van cilinder)+(ln(Straal 3/Straal 2))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 2*Lengte van cilinder))
Q = (Ti-To)/((ln(r2/r1))/(2*pi*k1*lcyl)+(ln(r3/r2))/(2*pi*k2*lcyl))
Deze formule gebruikt 1 Constanten, 1 Functies, 9 Variabelen
Gebruikte constanten
pi - Constante de Arquimedes Waarde genomen als 3.14159265358979323846264338327950288
Functies die worden gebruikt
ln - O logaritmo natural, também conhecido como logaritmo de base e, é a função inversa da função exponencial natural., ln(Number)
Variabelen gebruikt
Warmtestroomsnelheid - (Gemeten in Watt) - Warmtestroomsnelheid is de hoeveelheid warmte die per tijdseenheid in een bepaald materiaal wordt overgedragen, meestal gemeten in watt. Warmte is de stroom thermische energie die wordt aangedreven door thermisch niet-evenwicht.
Temperatuur binnenoppervlak - (Gemeten in Kelvin) - Binnenoppervlaktetemperatuur is de temperatuur aan het binnenoppervlak van de muur, hetzij een vlakke wand, een cilindrische wand of een bolvormige wand, enz.
Buitenoppervlaktetemperatuur - (Gemeten in Kelvin) - De buitenoppervlaktetemperatuur is de temperatuur aan het buitenoppervlak van de muur (vlakke muur, cilindrische muur of bolvormige muur, enz.).
Straal 2 - (Gemeten in Meter) - Straal 2 is de straal van de tweede concentrische cirkel of cirkel.
Straal 1 - (Gemeten in Meter) - Straal 1 is de afstand van het middelpunt van de concentrische cirkels tot een willekeurig punt op de eerste/kleinste concentrische cirkel of de straal van de eerste cirkel.
Thermische geleidbaarheid 1 - (Gemeten in Watt per meter per K) - Thermische geleidbaarheid 1 is de thermische geleidbaarheid van het eerste lichaam.
Lengte van cilinder - (Gemeten in Meter) - De lengte van de cilinder is de verticale hoogte van de cilinder.
Straal 3 - (Gemeten in Meter) - Straal 3 is de afstand van het middelpunt van de concentrische cirkels tot elk punt op de derde concentrische cirkel of straal van de derde cirkel.
Thermische geleidbaarheid 2 - (Gemeten in Watt per meter per K) - Thermische geleidbaarheid 2 is de thermische geleidbaarheid van het tweede lichaam.
STAP 1: converteer ingang (en) naar basiseenheid
Temperatuur binnenoppervlak: 305 Kelvin --> 305 Kelvin Geen conversie vereist
Buitenoppervlaktetemperatuur: 300 Kelvin --> 300 Kelvin Geen conversie vereist
Straal 2: 12 Meter --> 12 Meter Geen conversie vereist
Straal 1: 0.8 Meter --> 0.8 Meter Geen conversie vereist
Thermische geleidbaarheid 1: 1.6 Watt per meter per K --> 1.6 Watt per meter per K Geen conversie vereist
Lengte van cilinder: 0.4 Meter --> 0.4 Meter Geen conversie vereist
Straal 3: 8 Meter --> 8 Meter Geen conversie vereist
Thermische geleidbaarheid 2: 1.2 Watt per meter per K --> 1.2 Watt per meter per K Geen conversie vereist
STAP 2: Evalueer de formule
Invoerwaarden in formule vervangen
Q = (Ti-To)/((ln(r2/r1))/(2*pi*k1*lcyl)+(ln(r3/r2))/(2*pi*k2*lcyl)) --> (305-300)/((ln(12/0.8))/(2*pi*1.6*0.4)+(ln(8/12))/(2*pi*1.2*0.4))
Evalueren ... ...
Q = 9.27651294602508
STAP 3: converteer het resultaat naar de eenheid van de uitvoer
9.27651294602508 Watt --> Geen conversie vereist
DEFINITIEVE ANTWOORD
9.27651294602508 9.276513 Watt <-- Warmtestroomsnelheid
(Berekening voltooid in 00.004 seconden)

Credits

Vallurupalli Nageswara Rao Vignana Jyothi Instituut voor Engineering en Technologie (VNRVJIET), Hyderabad
Sai Venkata Phanindra Chary Arendra heeft deze rekenmachine gemaakt en nog 100+ meer rekenmachines!
Geverifieërd door Vinay Mishra
Indian Institute for Aeronautical Engineering and Information Technology (IIAEIT), Pune
Vinay Mishra heeft deze rekenmachine geverifieerd en nog 100+ rekenmachines!

14 Geleiding in cilinder Rekenmachines

Warmtestroomsnelheid door cilindrische composietwand van 3 lagen
Gaan Warmtestroomsnelheid = (Temperatuur binnenoppervlak-Buitenoppervlaktetemperatuur)/((ln(Straal 2/Straal 1))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 1*Lengte van cilinder)+(ln(Straal 3/Straal 2))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 2*Lengte van cilinder)+(ln(Straal 4/Straal 3))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 3*Lengte van cilinder))
Totale thermische weerstand van 3 cilindrische weerstanden in serie geschakeld
Gaan Thermische weerstand = (ln(Straal 2/Straal 1))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 1*Lengte van cilinder)+(ln(Straal 3/Straal 2))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 2*Lengte van cilinder)+(ln(Straal 4/Straal 3))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 3*Lengte van cilinder)
Totale thermische weerstand van cilindrische wand met convectie aan beide zijden
Gaan Thermische weerstand = 1/(2*pi*Straal 1*Lengte van cilinder*Binnenconvectie Warmteoverdrachtscoëfficiënt)+(ln(Straal 2/Straal 1))/(2*pi*Warmtegeleiding*Lengte van cilinder)+1/(2*pi*Straal 2*Lengte van cilinder*Externe convectie-warmteoverdrachtscoëfficiënt)
Warmtestroomsnelheid door cilindrische composietwand van 2 lagen
Gaan Warmtestroomsnelheid = (Temperatuur binnenoppervlak-Buitenoppervlaktetemperatuur)/((ln(Straal 2/Straal 1))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 1*Lengte van cilinder)+(ln(Straal 3/Straal 2))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 2*Lengte van cilinder))
Buitenoppervlaktetemperatuur van cilindrische composietwand van 2 lagen
Gaan Buitenoppervlaktetemperatuur = Temperatuur binnenoppervlak-Warmtestroomsnelheid*((ln(Straal 2/Straal 1))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 1*Lengte van cilinder)+(ln(Straal 3/Straal 2))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 2*Lengte van cilinder))
Totale thermische weerstand van 2 cilindrische weerstanden in serie geschakeld
Gaan Thermische weerstand = (ln(Straal 2/Straal 1))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 1*Lengte van cilinder)+(ln(Straal 3/Straal 2))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 2*Lengte van cilinder)
Warmtestroomsnelheid door cilindrische wand
Gaan Warmtestroomsnelheid = (Temperatuur binnenoppervlak-Buitenoppervlaktetemperatuur)/((ln(Straal 2/Straal 1))/(2*pi*Warmtegeleiding*Lengte van cilinder))
Thermische geleidbaarheid van cilindrische wand gegeven temperatuurverschil
Gaan Warmtegeleiding = (Warmtestroomsnelheid*ln(Straal 2/Straal 1))/(2*pi*Lengte van cilinder*(Temperatuur binnenoppervlak-Buitenoppervlaktetemperatuur))
Lengte van cilindrische wand voor gegeven warmtestroomsnelheid
Gaan Lengte van cilinder = (Warmtestroomsnelheid*ln(Straal 2/Straal 1))/(2*pi*Warmtegeleiding*(Temperatuur binnenoppervlak-Buitenoppervlaktetemperatuur))
Buitenoppervlaktetemperatuur van cilindrische wand gegeven warmtestroomsnelheid
Gaan Buitenoppervlaktetemperatuur = Temperatuur binnenoppervlak-(Warmtestroomsnelheid*ln(Straal 2/Straal 1))/(2*pi*Warmtegeleiding*Lengte van cilinder)
Binnenoppervlaktetemperatuur van cilindrische wand in geleiding
Gaan Temperatuur binnenoppervlak = Buitenoppervlaktetemperatuur+(Warmtestroomsnelheid*ln(Straal 2/Straal 1))/(2*pi*Warmtegeleiding*Lengte van cilinder)
Dikte van de cilindrische wand om het gegeven temperatuurverschil te behouden
Gaan Dikte = Straal 1*(e^(((Temperatuur binnenoppervlak-Buitenoppervlaktetemperatuur)*2*pi*Warmtegeleiding*Lengte van cilinder)/Warmtestroomsnelheid)-1)
Thermische weerstand voor radiale warmtegeleiding in cilinders
Gaan Thermische weerstand = ln(Buitenste straal/Binnenradius)/(2*pi*Warmtegeleiding*Lengte van cilinder)
Convectieweerstand voor cilindrische laag
Gaan Thermische weerstand = 1/(Convectie warmteoverdracht*2*pi*Cilinder straal*Lengte van cilinder)

Warmtestroomsnelheid door cilindrische composietwand van 2 lagen Formule

Warmtestroomsnelheid = (Temperatuur binnenoppervlak-Buitenoppervlaktetemperatuur)/((ln(Straal 2/Straal 1))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 1*Lengte van cilinder)+(ln(Straal 3/Straal 2))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 2*Lengte van cilinder))
Q = (Ti-To)/((ln(r2/r1))/(2*pi*k1*lcyl)+(ln(r3/r2))/(2*pi*k2*lcyl))

Wat is de Fourier-wet van warmteoverdracht?

De wet van warmtegeleiding, ook bekend als de wet van Fourier, stelt dat de snelheid van warmteoverdracht door een materiaal evenredig is met de negatieve gradiënt in de temperatuur en met het gebied, loodrecht op die gradiënt, waardoor de warmte stroomt.

Let Others Know
Facebook
Twitter
Reddit
LinkedIn
Email
WhatsApp
Copied!