Thermische weerstand van sferische composietwand van 2 lagen in serie met convectie Oplossing

STAP 0: Samenvatting voorberekening
Formule gebruikt
Thermische weerstand van bol = 1/(4*pi)*(1/(Warmteoverdrachtscoëfficiënt binnenconvectie*Straal van de 1e concentrische bol^2)+1/Thermische geleidbaarheid van het eerste lichaam*(1/Straal van de 1e concentrische bol-1/Straal van de 2e concentrische bol)+1/Thermische geleidbaarheid van het tweede lichaam*(1/Straal van de 2e concentrische bol-1/Straal van de 3e concentrische bol)+1/(Externe convectie-warmteoverdrachtscoëfficiënt*Straal van de 3e concentrische bol^2))
Rth = 1/(4*pi)*(1/(hi*r1^2)+1/k1*(1/r1-1/r2)+1/k2*(1/r2-1/r3)+1/(ho*r3^2))
Deze formule gebruikt 1 Constanten, 8 Variabelen
Gebruikte constanten
pi - De constante van Archimedes Waarde genomen als 3.14159265358979323846264338327950288
Variabelen gebruikt
Thermische weerstand van bol - (Gemeten in kelvin/watt) - Thermische weerstand van een bol is een warmte-eigenschap en een meting van een temperatuurverschil waarmee een object of materiaal een warmtestroom weerstaat.
Warmteoverdrachtscoëfficiënt binnenconvectie - (Gemeten in Watt per vierkante meter per Kelvin) - De innerlijke convectiewarmteoverdrachtscoëfficiënt is de coëfficiënt van de convectiewarmteoverdracht aan de binnenkant van het lichaam, object of muur, enz.
Straal van de 1e concentrische bol - (Gemeten in Meter) - De straal van de eerste concentrische bol is de afstand vanaf het midden van de concentrische bollen tot elk punt op de eerste concentrische bol of de straal van de eerste bol.
Thermische geleidbaarheid van het eerste lichaam - (Gemeten in Watt per meter per K) - De thermische geleidbaarheid van het eerste lichaam wordt uitgedrukt als de hoeveelheid warmte die per tijdseenheid stroomt door een oppervlakte-eenheid van het eerste lichaam met een temperatuurgradiënt van één graad per afstandseenheid.
Straal van de 2e concentrische bol - (Gemeten in Meter) - De straal van de tweede concentrische bol is de afstand van het midden van de concentrische bollen tot een punt op de tweede concentrische bol of de straal van de tweede bol.
Thermische geleidbaarheid van het tweede lichaam - (Gemeten in Watt per meter per K) - De thermische geleidbaarheid van het tweede lichaam wordt uitgedrukt als de hoeveelheid warmte die per tijdseenheid stroomt door een oppervlakte-eenheid van het tweede lichaam met een temperatuurgradiënt van één graad per afstandseenheid.
Straal van de 3e concentrische bol - (Gemeten in Meter) - De straal van de derde concentrische bol is de afstand van het midden van de concentrische bollen tot een punt op de derde concentrische bol of de straal van de derde bol.
Externe convectie-warmteoverdrachtscoëfficiënt - (Gemeten in Watt per vierkante meter per Kelvin) - De externe convectiewarmteoverdrachtscoëfficiënt is de evenredigheidsconstante tussen de warmteflux en de thermodynamische drijvende kracht voor de warmtestroom in het geval van convectieve warmteoverdracht.
STAP 1: converteer ingang (en) naar basiseenheid
Warmteoverdrachtscoëfficiënt binnenconvectie: 0.001038 Watt per vierkante meter per Kelvin --> 0.001038 Watt per vierkante meter per Kelvin Geen conversie vereist
Straal van de 1e concentrische bol: 5 Meter --> 5 Meter Geen conversie vereist
Thermische geleidbaarheid van het eerste lichaam: 0.001 Watt per meter per K --> 0.001 Watt per meter per K Geen conversie vereist
Straal van de 2e concentrische bol: 6 Meter --> 6 Meter Geen conversie vereist
Thermische geleidbaarheid van het tweede lichaam: 0.002 Watt per meter per K --> 0.002 Watt per meter per K Geen conversie vereist
Straal van de 3e concentrische bol: 7 Meter --> 7 Meter Geen conversie vereist
Externe convectie-warmteoverdrachtscoëfficiënt: 0.002486 Watt per vierkante meter per Kelvin --> 0.002486 Watt per vierkante meter per Kelvin Geen conversie vereist
STAP 2: Evalueer de formule
Invoerwaarden in formule vervangen
Rth = 1/(4*pi)*(1/(hi*r1^2)+1/k1*(1/r1-1/r2)+1/k2*(1/r2-1/r3)+1/(ho*r3^2)) --> 1/(4*pi)*(1/(0.001038*5^2)+1/0.001*(1/5-1/6)+1/0.002*(1/6-1/7)+1/(0.002486*7^2))
Evalueren ... ...
Rth = 7.3197727941082
STAP 3: converteer het resultaat naar de eenheid van de uitvoer
7.3197727941082 kelvin/watt --> Geen conversie vereist
DEFINITIEVE ANTWOORD
7.3197727941082 7.319773 kelvin/watt <-- Thermische weerstand van bol
(Berekening voltooid in 00.020 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 Maiarutselvan V
PSG College of Technology (PSGCT), Coimbatore
Maiarutselvan V heeft deze rekenmachine geverifieerd en nog 300+ rekenmachines!

11 Geleiding in bol Rekenmachines

Totale thermische weerstand van bolvormige wand van 3 lagen zonder convectie
Gaan Thermische weerstand van bol = (Straal van de 2e concentrische bol-Straal van de 1e concentrische bol)/(4*pi*Thermische geleidbaarheid van het eerste lichaam*Straal van de 1e concentrische bol*Straal van de 2e concentrische bol)+(Straal van de 3e concentrische bol-Straal van de 2e concentrische bol)/(4*pi*Thermische geleidbaarheid van het tweede lichaam*Straal van de 2e concentrische bol*Straal van de 3e concentrische bol)+(Straal van de 4e concentrische bol-Straal van de 3e concentrische bol)/(4*pi*Thermische geleidbaarheid van het derde lichaam*Straal van de 3e concentrische bol*Straal van de 4e concentrische bol)
Totale thermische weerstand van bolvormige wand van 2 lagen zonder convectie
Gaan Thermische weerstand van bol zonder convectie = (Straal van de 2e concentrische bol-Straal van de 1e concentrische bol)/(4*pi*Thermische geleidbaarheid van het eerste lichaam*Straal van de 1e concentrische bol*Straal van de 2e concentrische bol)+(Straal van de 3e concentrische bol-Straal van de 2e concentrische bol)/(4*pi*Thermische geleidbaarheid van het tweede lichaam*Straal van de 2e concentrische bol*Straal van de 3e concentrische bol)
Thermische weerstand van sferische composietwand van 2 lagen in serie met convectie
Gaan Thermische weerstand van bol = 1/(4*pi)*(1/(Warmteoverdrachtscoëfficiënt binnenconvectie*Straal van de 1e concentrische bol^2)+1/Thermische geleidbaarheid van het eerste lichaam*(1/Straal van de 1e concentrische bol-1/Straal van de 2e concentrische bol)+1/Thermische geleidbaarheid van het tweede lichaam*(1/Straal van de 2e concentrische bol-1/Straal van de 3e concentrische bol)+1/(Externe convectie-warmteoverdrachtscoëfficiënt*Straal van de 3e concentrische bol^2))
Totale thermische weerstand van bolvormige wand met convectie aan beide zijden
Gaan Thermische weerstand van bol = 1/(4*pi*Straal van de 1e concentrische bol^2*Warmteoverdrachtscoëfficiënt binnenconvectie)+(Straal van de 2e concentrische bol-Straal van de 1e concentrische bol)/(4*pi*Warmtegeleiding*Straal van de 1e concentrische bol*Straal van de 2e concentrische bol)+1/(4*pi*Straal van de 2e concentrische bol^2*Externe convectie-warmteoverdrachtscoëfficiënt)
Warmtestroomsnelheid door sferische composietwand van 2 lagen in serie
Gaan Warmtestroomsnelheid van de muur van 2 lagen = (Temperatuur binnenoppervlak-Buitenoppervlaktetemperatuur)/(1/(4*pi*Thermische geleidbaarheid van het eerste lichaam)*(1/Straal van de 1e concentrische bol-1/Straal van de 2e concentrische bol)+1/(4*pi*Thermische geleidbaarheid van het tweede lichaam)*(1/Straal van de 2e concentrische bol-1/Straal van de 3e concentrische bol))
Warmtestroomsnelheid door bolvormige wand
Gaan Warmtestroomsnelheid = (Temperatuur binnenoppervlak-Buitenoppervlaktetemperatuur)/((Straal van de 2e concentrische bol-Straal van de 1e concentrische bol)/(4*pi*Warmtegeleiding*Straal van de 1e concentrische bol*Straal van de 2e concentrische bol))
Thermische weerstand van bolvormige wand
Gaan Thermische weerstand van bol zonder convectie = (Straal van de 2e concentrische bol-Straal van de 1e concentrische bol)/(4*pi*Warmtegeleiding*Straal van de 1e concentrische bol*Straal van de 2e concentrische bol)
Dikte van bolvormige wand om het gegeven temperatuurverschil te behouden
Gaan Dikte van geleidingsbol = 1/(1/Straal van bol-(4*pi*Warmtegeleiding*(Temperatuur binnenoppervlak-Buitenoppervlaktetemperatuur))/Warmtestroomsnelheid)-Straal van bol
Buitenoppervlaktetemperatuur van bolvormige wand
Gaan Buitenoppervlaktetemperatuur = Temperatuur binnenoppervlak-Warmtestroomsnelheid/(4*pi*Warmtegeleiding)*(1/Straal van de 1e concentrische bol-1/Straal van de 2e concentrische bol)
Binnenoppervlaktetemperatuur van bolvormige wand
Gaan Temperatuur binnenoppervlak = Buitenoppervlaktetemperatuur+Warmtestroomsnelheid/(4*pi*Warmtegeleiding)*(1/Straal van de 1e concentrische bol-1/Straal van de 2e concentrische bol)
Convectieweerstand voor sferische laag
Gaan Thermische weerstand van bol zonder convectie = 1/(4*pi*Straal van bol^2*Convectie Warmteoverdrachtscoëfficiënt)

Thermische weerstand van sferische composietwand van 2 lagen in serie met convectie Formule

Thermische weerstand van bol = 1/(4*pi)*(1/(Warmteoverdrachtscoëfficiënt binnenconvectie*Straal van de 1e concentrische bol^2)+1/Thermische geleidbaarheid van het eerste lichaam*(1/Straal van de 1e concentrische bol-1/Straal van de 2e concentrische bol)+1/Thermische geleidbaarheid van het tweede lichaam*(1/Straal van de 2e concentrische bol-1/Straal van de 3e concentrische bol)+1/(Externe convectie-warmteoverdrachtscoëfficiënt*Straal van de 3e concentrische bol^2))
Rth = 1/(4*pi)*(1/(hi*r1^2)+1/k1*(1/r1-1/r2)+1/k2*(1/r2-1/r3)+1/(ho*r3^2))

Wat is convectie?

Convectie is de overdracht van warmte als gevolg van de bulkbeweging van moleculen in vloeistoffen, waaronder gesmolten gesteente. Convectie omvat submechanismen van advectie en diffusie. Convectie kan in de meeste vaste stoffen niet plaatsvinden, omdat er geen bulkstroom kan plaatsvinden noch significante diffusie van materie kan plaatsvinden.

Let Others Know
Facebook
Twitter
Reddit
LinkedIn
Email
WhatsApp
Copied!