Wymiana ciepła ciał czarnych przez promieniowanie Rozwiązanie

KROK 0: Podsumowanie wstępnych obliczeń
Formułę używana
Transfer ciepła = Emisyjność*[Stefan-BoltZ]*Obszar*(Temperatura powierzchni 1^(4)-Temperatura powierzchni 2^(4))
q = ε*[Stefan-BoltZ]*A*(T1^(4)-T2^(4))
Ta formuła używa 1 Stałe, 5 Zmienne
Używane stałe
[Stefan-BoltZ] - Stała Stefana-Boltzmanna Wartość przyjęta jako 5.670367E-8
Używane zmienne
Transfer ciepła - (Mierzone w Wat) - Przenikanie ciepła to ilość ciepła, która jest przenoszona na jednostkę czasu w jakimś materiale, zwykle mierzona w watach (dżulach na sekundę).
Emisyjność - Emisyjność to zdolność obiektu do emitowania energii podczerwonej. Emisyjność może mieć wartość od 0 (błyszczące lustro) do 1,0 (ciało czarne). Większość organicznych lub utlenionych powierzchni ma emisyjność bliską 0,95.
Obszar - (Mierzone w Metr Kwadratowy) - Powierzchnia to ilość dwuwymiarowej przestrzeni zajmowanej przez obiekt.
Temperatura powierzchni 1 - (Mierzone w kelwin) - Temperatura powierzchni 1 to temperatura pierwszej powierzchni.
Temperatura powierzchni 2 - (Mierzone w kelwin) - Temperatura powierzchni 2 to temperatura drugiej powierzchni.
KROK 1: Zamień wejście (a) na jednostkę bazową
Emisyjność: 0.95 --> Nie jest wymagana konwersja
Obszar: 50 Metr Kwadratowy --> 50 Metr Kwadratowy Nie jest wymagana konwersja
Temperatura powierzchni 1: 101 kelwin --> 101 kelwin Nie jest wymagana konwersja
Temperatura powierzchni 2: 151 kelwin --> 151 kelwin Nie jest wymagana konwersja
KROK 2: Oceń formułę
Zastępowanie wartości wejściowych we wzorze
q = ε*[Stefan-BoltZ]*A*(T1^(4)-T2^(4)) --> 0.95*[Stefan-BoltZ]*50*(101^(4)-151^(4))
Ocenianie ... ...
q = -1119.99370862799
KROK 3: Konwertuj wynik na jednostkę wyjścia
-1119.99370862799 Wat --> Nie jest wymagana konwersja
OSTATNIA ODPOWIEDŹ
-1119.99370862799 -1119.993709 Wat <-- Transfer ciepła
(Obliczenie zakończone za 00.004 sekund)

Kredyty

Stworzone przez Kethavath Srinath
Uniwersytet Osmański (OU), Hyderabad
Kethavath Srinath utworzył ten kalkulator i 1000+ więcej kalkulatorów!
Zweryfikowane przez Urvi Rathod
Vishwakarma Government Engineering College (VGEC), Ahmedabad
Urvi Rathod zweryfikował ten kalkulator i 1900+ więcej kalkulatorów!

13 Przenoszenie ciepła i masy Kalkulatory

Przenoszenie ciepła przez przewodzenie w podstawie
Iść Szybkość przewodzenia ciepła = (Przewodność cieplna*Powierzchnia przekroju poprzecznego Fin*Obwód płetwy*Konwekcyjny współczynnik przenikania ciepła)^0.5*(Temperatura bazowa-Temperatura otoczenia)
Wymiana ciepła przez promieniowanie z powodu układu geometrycznego
Iść Transfer ciepła = Emisyjność*Obszar*[Stefan-BoltZ]*Współczynnik kształtu*(Temperatura powierzchni 1^(4)-Temperatura powierzchni 2^(4))
Wymiana ciepła ciał czarnych przez promieniowanie
Iść Transfer ciepła = Emisyjność*[Stefan-BoltZ]*Obszar*(Temperatura powierzchni 1^(4)-Temperatura powierzchni 2^(4))
Przenikanie ciepła zgodnie z prawem Fouriera
Iść Przepływ ciepła przez ciało = -(Przewodność cieplna materiału*Powierzchnia przepływu ciepła*Różnica temperatur/Grubość)
Jednowymiarowy strumień ciepła
Iść Strumień ciepła = -Przewodność cieplna Fin/Grubość ściany*(Temperatura ściany 2-Temperatura ściany 1)
Prawo chłodzenia Newtona
Iść Strumień ciepła = Współczynnik przenikania ciepła*(Temperatura na powierzchni-Temperatura charakterystycznego płynu)
Nieidealna emisyjność powierzchni ciała
Iść Rzeczywista emisyjność promieniowania powierzchni = Emisyjność*[Stefan-BoltZ]*Temperatura na powierzchni^(4)
Procesy konwekcyjne Współczynnik przenikania ciepła
Iść Strumień ciepła = Współczynnik przenikania ciepła*(Temperatura na powierzchni-Temperatura odzyskiwania)
Przewodność cieplna przy krytycznej grubości izolacji dla cylindra
Iść Przewodność cieplna Fin = Krytyczna grubość izolacji*Współczynnik przenikania ciepła na powierzchni zewnętrznej
Opór cieplny w konwekcyjnym przenoszeniu ciepła
Iść Odporność termiczna = 1/(Powierzchnia odsłonięta*Współczynnik konwekcyjnego przenoszenia ciepła)
Średnica okrągłej płetwy pręta przy danym polu przekroju poprzecznego
Iść Średnica okrągłego pręta = sqrt((Powierzchnia przekroju*4)/pi)
Krytyczna grubość izolacji cylindra
Iść Krytyczna grubość izolacji = Przewodność cieplna Fin/Współczynnik przenikania ciepła
Przenikanie ciepła
Iść Natężenie przepływu ciepła = Różnica potencjałów termicznych/Odporność termiczna

13 Przewodnictwo, konwekcja i promieniowanie Kalkulatory

Przenoszenie ciepła przez przewodzenie w podstawie
Iść Szybkość przewodzenia ciepła = (Przewodność cieplna*Powierzchnia przekroju poprzecznego Fin*Obwód płetwy*Konwekcyjny współczynnik przenikania ciepła)^0.5*(Temperatura bazowa-Temperatura otoczenia)
Wymiana ciepła przez promieniowanie z powodu układu geometrycznego
Iść Transfer ciepła = Emisyjność*Obszar*[Stefan-BoltZ]*Współczynnik kształtu*(Temperatura powierzchni 1^(4)-Temperatura powierzchni 2^(4))
Wymiana ciepła ciał czarnych przez promieniowanie
Iść Transfer ciepła = Emisyjność*[Stefan-BoltZ]*Obszar*(Temperatura powierzchni 1^(4)-Temperatura powierzchni 2^(4))
Przenikanie ciepła zgodnie z prawem Fouriera
Iść Przepływ ciepła przez ciało = -(Przewodność cieplna materiału*Powierzchnia przepływu ciepła*Różnica temperatur/Grubość)
Jednowymiarowy strumień ciepła
Iść Strumień ciepła = -Przewodność cieplna Fin/Grubość ściany*(Temperatura ściany 2-Temperatura ściany 1)
Prawo chłodzenia Newtona
Iść Strumień ciepła = Współczynnik przenikania ciepła*(Temperatura na powierzchni-Temperatura charakterystycznego płynu)
Nieidealna emisyjność powierzchni ciała
Iść Rzeczywista emisyjność promieniowania powierzchni = Emisyjność*[Stefan-BoltZ]*Temperatura na powierzchni^(4)
Procesy konwekcyjne Współczynnik przenikania ciepła
Iść Strumień ciepła = Współczynnik przenikania ciepła*(Temperatura na powierzchni-Temperatura odzyskiwania)
Przewodność cieplna przy krytycznej grubości izolacji dla cylindra
Iść Przewodność cieplna Fin = Krytyczna grubość izolacji*Współczynnik przenikania ciepła na powierzchni zewnętrznej
Opór cieplny w przewodzeniu
Iść Odporność termiczna = (Grubość)/(Przewodność cieplna Fin*Powierzchnia przekroju)
Opór cieplny w konwekcyjnym przenoszeniu ciepła
Iść Odporność termiczna = 1/(Powierzchnia odsłonięta*Współczynnik konwekcyjnego przenoszenia ciepła)
Krytyczna grubość izolacji cylindra
Iść Krytyczna grubość izolacji = Przewodność cieplna Fin/Współczynnik przenikania ciepła
Przenikanie ciepła
Iść Natężenie przepływu ciepła = Różnica potencjałów termicznych/Odporność termiczna

Wymiana ciepła ciał czarnych przez promieniowanie Formułę

Transfer ciepła = Emisyjność*[Stefan-BoltZ]*Obszar*(Temperatura powierzchni 1^(4)-Temperatura powierzchni 2^(4))
q = ε*[Stefan-BoltZ]*A*(T1^(4)-T2^(4))

Co to jest emisja ciała doskonale czarnego?

Ciało czarne w równowadze termicznej (to znaczy w stałej temperaturze) emituje elektromagnetyczne promieniowanie ciała doskonale czarnego. Promieniowanie jest emitowane zgodnie z prawem Plancka, co oznacza, że ma widmo, które jest określane wyłącznie przez temperaturę (patrz rysunek po prawej), a nie przez kształt lub skład ciała.

Let Others Know
Facebook
Twitter
Reddit
LinkedIn
Email
WhatsApp
Copied!