Número de Fourier usando condutividade térmica Calculadora

✖A condutividade térmica é a taxa de passagem de calor através do material especificado, expressa como a quantidade de fluxos de calor por unidade de tempo através de uma unidade de área com um gradiente de temperatura de um grau por unidade de distância.ⓘ Condutividade térmica [k]			+10% -10%
✖O Tempo Característico é uma estimativa da ordem de grandeza da escala de tempo de reação de um sistema.ⓘ Tempo característico [𝜏_c]			+10% -10%
✖A densidade do corpo é a quantidade física que expressa a relação entre sua massa e seu volume.ⓘ Densidade do Corpo [ρ_B]			+10% -10%
✖A Capacidade Calorífica Específica é o calor necessário para aumentar a temperatura da unidade de massa de uma determinada substância em uma determinada quantidade.ⓘ Capacidade Específica de Calor [c]			+10% -10%
✖A Dimensão Característica é a razão entre o volume e a área.ⓘ Dimensão característica [s]			+10% -10%

✖O Número de Fourier é a razão entre a taxa de transporte difusivo ou condutivo e a taxa de armazenamento da quantidade, onde a quantidade pode ser calor ou matéria.ⓘ Número de Fourier usando condutividade térmica [F_o]

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Fórmula

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Número de Fourier usando condutividade térmica

Fórmula

`"F"_{"o"} = (("k"*"𝜏"_{"c"})/("ρ"_{"B"}*"c"*("s"^2)))`

Exemplo

`"0.005018"=(("2.15W/(m*K)"*"2.5s")/("15kg/m³"*"1.5J/(kg*K)"*(("6.9m")^2)))`

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Número de Fourier usando condutividade térmica Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Número de Fourier = ((Condutividade térmica*Tempo característico)/(Densidade do Corpo*Capacidade Específica de Calor*(Dimensão característica^2)))
F_o = ((k*𝜏_c)/(ρ_B*c*(s^2)))
Esta fórmula usa 6 Variáveis

Variáveis Usadas

Número de Fourier - O Número de Fourier é a razão entre a taxa de transporte difusivo ou condutivo e a taxa de armazenamento da quantidade, onde a quantidade pode ser calor ou matéria.
Condutividade térmica - (Medido em Watt por Metro por K) - A condutividade térmica é a taxa de passagem de calor através do material especificado, expressa como a quantidade de fluxos de calor por unidade de tempo através de uma unidade de área com um gradiente de temperatura de um grau por unidade de distância.
Tempo característico - (Medido em Segundo) - O Tempo Característico é uma estimativa da ordem de grandeza da escala de tempo de reação de um sistema.
Densidade do Corpo - (Medido em Quilograma por Metro Cúbico) - A densidade do corpo é a quantidade física que expressa a relação entre sua massa e seu volume.
Capacidade Específica de Calor - (Medido em Joule por quilograma por K) - A Capacidade Calorífica Específica é o calor necessário para aumentar a temperatura da unidade de massa de uma determinada substância em uma determinada quantidade.
Dimensão característica - (Medido em Metro) - A Dimensão Característica é a razão entre o volume e a área.

ETAPA 1: Converter entrada (s) em unidade de base

Condutividade térmica: 2.15 Watt por Metro por K --> 2.15 Watt por Metro por K Nenhuma conversão necessária
Tempo característico: 2.5 Segundo --> 2.5 Segundo Nenhuma conversão necessária
Densidade do Corpo: 15 Quilograma por Metro Cúbico --> 15 Quilograma por Metro Cúbico Nenhuma conversão necessária
Capacidade Específica de Calor: 1.5 Joule por quilograma por K --> 1.5 Joule por quilograma por K Nenhuma conversão necessária
Dimensão característica: 6.9 Metro --> 6.9 Metro Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

F_o = ((k*𝜏_c)/(ρ_B*c*(s^2))) --> ((2.15*2.5)/(15*1.5*(6.9^2)))

Avaliando ... ...

F_o = 0.00501762001446941

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

0.00501762001446941 --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

0.00501762001446941 ≈ 0.005018 <-- Número de Fourier

(Cálculo concluído em 00.035 segundos)

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Créditos

Criado por Ayush gupta

Escola Universitária de Tecnologia Química-USCT (GGSIPU), Nova Delhi

Ayush gupta criou esta calculadora e mais 300+ calculadoras!

Verificado por Prerana Bakli

Universidade do Havaí em Mānoa (UH Manoa), Havaí, EUA

Prerana Bakli verificou esta calculadora e mais 1600+ calculadoras!

< 18 Condução de calor em estado instável Calculadoras

Resposta de temperatura de pulso de energia instantânea em sólido semi-infinito

Vai Temperatura a qualquer momento T = Temperatura inicial do sólido+(Energia termica/(Área*Densidade do Corpo*Capacidade Específica de Calor*(pi*Difusividade térmica*Tempo constante)^(0.5)))*exp((-Profundidade do Sólido Semi-Infinito^2)/(4*Difusividade térmica*Tempo constante))

Tempo gasto pelo objeto para aquecimento ou resfriamento pelo método de capacidade de calor concentrado

Vai Tempo constante = ((-Densidade do Corpo*Capacidade Específica de Calor*Volume do objeto)/(Coeficiente de transferência de calor*Área de Superfície para Convecção))*ln((Temperatura a qualquer momento T-Temperatura do Fluido a Granel)/(Temperatura inicial do objeto-Temperatura do Fluido a Granel))

Temperatura inicial do corpo pelo método de capacidade de calor concentrado

Vai Temperatura inicial do objeto = (Temperatura a qualquer momento T-Temperatura do Fluido a Granel)/(exp((-Coeficiente de transferência de calor*Área de Superfície para Convecção*Tempo constante)/(Densidade do Corpo*Capacidade Específica de Calor*Volume do objeto)))+Temperatura do Fluido a Granel

Temperatura do corpo pelo método de capacidade de calor concentrado

Vai Temperatura a qualquer momento T = (exp((-Coeficiente de transferência de calor*Área de Superfície para Convecção*Tempo constante)/(Densidade do Corpo*Capacidade Específica de Calor*Volume do objeto)))*(Temperatura inicial do objeto-Temperatura do Fluido a Granel)+Temperatura do Fluido a Granel

Resposta de temperatura de pulso de energia instantânea em sólido semi-infinito na superfície

Vai Temperatura a qualquer momento T = Temperatura inicial do sólido+(Energia termica/(Área*Densidade do Corpo*Capacidade Específica de Calor*(pi*Difusividade térmica*Tempo constante)^(0.5)))

Número de Fourier dado coeficiente de transferência de calor e constante de tempo

Vai Número de Fourier = (Coeficiente de transferência de calor*Área de Superfície para Convecção*Tempo constante)/(Densidade do Corpo*Capacidade Específica de Calor*Volume do objeto*Número Biot)

Número de Biot dado coeficiente de transferência de calor e constante de tempo

Vai Número Biot = (Coeficiente de transferência de calor*Área de Superfície para Convecção*Tempo constante)/(Densidade do Corpo*Capacidade Específica de Calor*Volume do objeto*Número de Fourier)

Número de Fourier usando o número de Biot

Vai Número de Fourier = (-1/(Número Biot))*ln((Temperatura a qualquer momento T-Temperatura do Fluido a Granel)/(Temperatura inicial do objeto-Temperatura do Fluido a Granel))

Número de Biot usando Número de Fourier

Vai Número Biot = (-1/Número de Fourier)*ln((Temperatura a qualquer momento T-Temperatura do Fluido a Granel)/(Temperatura inicial do objeto-Temperatura do Fluido a Granel))

Número de Fourier dado Dimensão Característica e Número de Biota

Vai Número de Fourier = (Coeficiente de transferência de calor*Tempo constante)/(Densidade do Corpo*Capacidade Específica de Calor*Dimensão característica*Número Biot)

Número de Biot dado Dimensão Característica e Número de Fourier

Vai Número Biot = (Coeficiente de transferência de calor*Tempo constante)/(Densidade do Corpo*Capacidade Específica de Calor*Dimensão característica*Número de Fourier)

Constante de tempo do sistema térmico

Vai Tempo constante = (Densidade do Corpo*Capacidade Específica de Calor*Volume do objeto)/(Coeficiente de transferência de calor*Área de Superfície para Convecção)

Conteúdo de energia interna inicial do corpo em referência à temperatura ambiente

Vai Conteúdo Inicial de Energia = Densidade do Corpo*Capacidade Específica de Calor*Volume do objeto*(Temperatura inicial do sólido-Temperatura ambiente)

Número de Fourier usando condutividade térmica

Vai Número de Fourier = ((Condutividade térmica*Tempo característico)/(Densidade do Corpo*Capacidade Específica de Calor*(Dimensão característica^2)))

Capacitância do sistema térmico pelo método de capacidade de calor concentrado

Vai Capacitância do Sistema Térmico = Densidade do Corpo*Capacidade Específica de Calor*Volume do objeto

Número de Biot usando o coeficiente de transferência de calor

Vai Número Biot = (Coeficiente de transferência de calor*Espessura da parede)/Condutividade térmica

Condutividade térmica dada Número Biot

Vai Condutividade térmica = (Coeficiente de transferência de calor*Espessura da parede)/Número Biot

Número de Fourier

Vai Número de Fourier = (Difusividade térmica*Tempo característico)/(Dimensão característica^2)

Número de Fourier usando condutividade térmica Fórmula

Número de Fourier = ((Condutividade térmica*Tempo característico)/(Densidade do Corpo*Capacidade Específica de Calor*(Dimensão característica^2)))
F_o = ((k*𝜏_c)/(ρ_B*c*(s^2)))

O que é transferência de calor em estado instável?

Transferência de calor em estado instável refere-se ao processo de transferência de calor no qual a temperatura de um sistema muda com o tempo. Esse tipo de transferência de calor pode ocorrer de diferentes formas, como condução, convecção e radiação. Ocorre em vários sistemas, incluindo materiais sólidos, fluidos e gases. A taxa de transferência de calor em um estado instável é diretamente proporcional à taxa de mudança de temperatura. Isso significa que a taxa de transferência de calor não é constante e pode variar com o tempo. É um aspecto importante no projeto e otimização de sistemas térmicos, e entender esse processo é crucial em muitas áreas de pesquisa, como combustão, eletrônica e aeroespacial.

O que é o modelo de parâmetro agrupado?

As temperaturas internas de alguns corpos permanecem essencialmente uniformes durante todo o processo de transferência de calor. A temperatura de tais corpos é apenas uma função do tempo, T = T(t). A análise de transferência de calor com base nessa idealização é chamada de análise de sistema concentrado.

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