Taxa de fluxo de calor através da parede composta esférica de 2 camadas em série Calculadora

✖Temperatura da superfície interna é a temperatura na superfície interna da parede, seja parede plana ou parede cilíndrica ou parede esférica, etc.ⓘ Temperatura da superfície interna [T_i]			+10% -10%
✖Temperatura da superfície externa é a temperatura na superfície externa da parede, seja parede plana ou parede cilíndrica ou parede esférica, etc.ⓘ Temperatura da superfície externa [T_o]			+10% -10%
✖A condutividade térmica do primeiro corpo é expressa como a quantidade de fluxo de calor por unidade de tempo através de uma unidade de área do primeiro corpo com gradiente de temperatura de um grau por unidade de distância.ⓘ Condutividade Térmica do 1º Corpo [k₁]			+10% -10%
✖O raio da 1ª esfera concêntrica é a distância do centro das esferas concêntricas a qualquer ponto na primeira esfera concêntrica ou raio da primeira esfera.ⓘ Raio da 1ª Esfera Concêntrica [r₁]			+10% -10%
✖O raio da 2ª esfera concêntrica é a distância do centro das esferas concêntricas a qualquer ponto na segunda esfera concêntrica ou raio da segunda esfera.ⓘ Raio da 2ª Esfera Concêntrica [r₂]			+10% -10%
✖A condutividade térmica do segundo corpo é expressa como a quantidade de calor que flui por unidade de tempo através de uma unidade de área do segundo corpo com gradiente de temperatura de um grau por unidade de distância.ⓘ Condutividade Térmica do 2º Corpo [k₂]			+10% -10%
✖O raio da 3ª esfera concêntrica é a distância do centro das esferas concêntricas a qualquer ponto da terceira esfera concêntrica ou raio da terceira esfera.ⓘ Raio da 3ª Esfera Concêntrica [r₃]			+10% -10%

✖A taxa de fluxo de calor da parede de 2 camadas é a quantidade de calor que é transferida por unidade de tempo no material. Calor é o fluxo de energia térmica impulsionado pelo desequilíbrio térmico.ⓘ Taxa de fluxo de calor através da parede composta esférica de 2 camadas em série [Q^']

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Fórmula

✖

Taxa de fluxo de calor através da parede composta esférica de 2 camadas em série

Fórmula

`"Q"^{"'"} = ("T"_{"i"}-"T"_{"o"})/(1/(4*pi*"k"_{"1"})*(1/"r"_{"1"}-1/"r"_{"2"})+1/(4*pi*"k"_{"2"})*(1/"r"_{"2"}-1/"r"_{"3"}))`

Exemplo

`"1.388915W"=("305K"-"300K")/(1/(4*pi*"0.001W/(m*K)")*(1/"5m"-1/"6m")+1/(4*pi*"0.002W/(m*K)")*(1/"6m"-1/"7m"))`

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Taxa de fluxo de calor através da parede composta esférica de 2 camadas em série Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Taxa de fluxo de calor da parede de 2 camadas = (Temperatura da superfície interna-Temperatura da superfície externa)/(1/(4*pi*Condutividade Térmica do 1º Corpo)*(1/Raio da 1ª Esfera Concêntrica-1/Raio da 2ª Esfera Concêntrica)+1/(4*pi*Condutividade Térmica do 2º Corpo)*(1/Raio da 2ª Esfera Concêntrica-1/Raio da 3ª Esfera Concêntrica))
Q^' = (T_i-T_o)/(1/(4*pi*k₁)*(1/r₁-1/r₂)+1/(4*pi*k₂)*(1/r₂-1/r₃))
Esta fórmula usa 1 Constantes, 8 Variáveis

Constantes Usadas

pi - Constante de Arquimedes Valor considerado como 3.14159265358979323846264338327950288

Variáveis Usadas

Taxa de fluxo de calor da parede de 2 camadas - (Medido em Watt) - A taxa de fluxo de calor da parede de 2 camadas é a quantidade de calor que é transferida por unidade de tempo no material. Calor é o fluxo de energia térmica impulsionado pelo desequilíbrio térmico.
Temperatura da superfície interna - (Medido em Kelvin) - Temperatura da superfície interna é a temperatura na superfície interna da parede, seja parede plana ou parede cilíndrica ou parede esférica, etc.
Temperatura da superfície externa - (Medido em Kelvin) - Temperatura da superfície externa é a temperatura na superfície externa da parede, seja parede plana ou parede cilíndrica ou parede esférica, etc.
Condutividade Térmica do 1º Corpo - (Medido em Watt por Metro por K) - A condutividade térmica do primeiro corpo é expressa como a quantidade de fluxo de calor por unidade de tempo através de uma unidade de área do primeiro corpo com gradiente de temperatura de um grau por unidade de distância.
Raio da 1ª Esfera Concêntrica - (Medido em Metro) - O raio da 1ª esfera concêntrica é a distância do centro das esferas concêntricas a qualquer ponto na primeira esfera concêntrica ou raio da primeira esfera.
Raio da 2ª Esfera Concêntrica - (Medido em Metro) - O raio da 2ª esfera concêntrica é a distância do centro das esferas concêntricas a qualquer ponto na segunda esfera concêntrica ou raio da segunda esfera.
Condutividade Térmica do 2º Corpo - (Medido em Watt por Metro por K) - A condutividade térmica do segundo corpo é expressa como a quantidade de calor que flui por unidade de tempo através de uma unidade de área do segundo corpo com gradiente de temperatura de um grau por unidade de distância.
Raio da 3ª Esfera Concêntrica - (Medido em Metro) - O raio da 3ª esfera concêntrica é a distância do centro das esferas concêntricas a qualquer ponto da terceira esfera concêntrica ou raio da terceira esfera.

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

Temperatura da superfície interna: 305 Kelvin --> 305 Kelvin Nenhuma conversão necessária
Temperatura da superfície externa: 300 Kelvin --> 300 Kelvin Nenhuma conversão necessária
Condutividade Térmica do 1º Corpo: 0.001 Watt por Metro por K --> 0.001 Watt por Metro por K Nenhuma conversão necessária
Raio da 1ª Esfera Concêntrica: 5 Metro --> 5 Metro Nenhuma conversão necessária
Raio da 2ª Esfera Concêntrica: 6 Metro --> 6 Metro Nenhuma conversão necessária
Condutividade Térmica do 2º Corpo: 0.002 Watt por Metro por K --> 0.002 Watt por Metro por K Nenhuma conversão necessária
Raio da 3ª Esfera Concêntrica: 7 Metro --> 7 Metro Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

Q^' = (T_i-T_o)/(1/(4*pi*k₁)*(1/r₁-1/r₂)+1/(4*pi*k₂)*(1/r₂-1/r₃)) --> (305-300)/(1/(4*pi*0.001)*(1/5-1/6)+1/(4*pi*0.002)*(1/6-1/7))

Avaliando ... ...

Q^' = 1.38891464685022

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

1.38891464685022 Watt --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

1.38891464685022 ≈ 1.388915 Watt <-- Taxa de fluxo de calor da parede de 2 camadas

(Cálculo concluído em 00.004 segundos)

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Créditos

Criado por Sai Venkata Phanindra Chary Arendra

Vallurupalli Nageswara Rao Vignana Jyothi Instituto de Engenharia e Tecnologia (VNRVJIET), Hyderabad

Sai Venkata Phanindra Chary Arendra criou esta calculadora e mais 100+ calculadoras!

Verificado por Maiarutselvan V

PSG College of Technology (PSGCT), Coimbatore

Maiarutselvan V verificou esta calculadora e mais 300+ calculadoras!

< 11 Condução na Esfera Calculadoras

Resistência Térmica Total da Parede Esférica de 3 Camadas sem Convecção

Vai Resistência Térmica da Esfera = (Raio da 2ª Esfera Concêntrica-Raio da 1ª Esfera Concêntrica)/(4*pi*Condutividade Térmica do 1º Corpo*Raio da 1ª Esfera Concêntrica*Raio da 2ª Esfera Concêntrica)+(Raio da 3ª Esfera Concêntrica-Raio da 2ª Esfera Concêntrica)/(4*pi*Condutividade Térmica do 2º Corpo*Raio da 2ª Esfera Concêntrica*Raio da 3ª Esfera Concêntrica)+(Raio da 4ª Esfera Concêntrica-Raio da 3ª Esfera Concêntrica)/(4*pi*Condutividade Térmica do 3º Corpo*Raio da 3ª Esfera Concêntrica*Raio da 4ª Esfera Concêntrica)

Resistência Térmica de Parede Esférica Composta de 2 Camadas em Série com Convecção

Vai Resistência Térmica da Esfera = 1/(4*pi)*(1/(Coeficiente de transferência de calor por convecção interna*Raio da 1ª Esfera Concêntrica^2)+1/Condutividade Térmica do 1º Corpo*(1/Raio da 1ª Esfera Concêntrica-1/Raio da 2ª Esfera Concêntrica)+1/Condutividade Térmica do 2º Corpo*(1/Raio da 2ª Esfera Concêntrica-1/Raio da 3ª Esfera Concêntrica)+1/(Coeficiente de transferência de calor por convecção externa*Raio da 3ª Esfera Concêntrica^2))

Resistência térmica total da parede esférica com convecção em ambos os lados

Vai Resistência Térmica da Esfera = 1/(4*pi*Raio da 1ª Esfera Concêntrica^2*Coeficiente de transferência de calor por convecção interna)+(Raio da 2ª Esfera Concêntrica-Raio da 1ª Esfera Concêntrica)/(4*pi*Condutividade térmica*Raio da 1ª Esfera Concêntrica*Raio da 2ª Esfera Concêntrica)+1/(4*pi*Raio da 2ª Esfera Concêntrica^2*Coeficiente de transferência de calor por convecção externa)

Resistência Térmica Total da Parede Esférica de 2 Camadas sem Convecção

Vai Resistência Térmica Esfera Sem Convecção = (Raio da 2ª Esfera Concêntrica-Raio da 1ª Esfera Concêntrica)/(4*pi*Condutividade Térmica do 1º Corpo*Raio da 1ª Esfera Concêntrica*Raio da 2ª Esfera Concêntrica)+(Raio da 3ª Esfera Concêntrica-Raio da 2ª Esfera Concêntrica)/(4*pi*Condutividade Térmica do 2º Corpo*Raio da 2ª Esfera Concêntrica*Raio da 3ª Esfera Concêntrica)

Taxa de fluxo de calor através da parede composta esférica de 2 camadas em série

Vai Taxa de fluxo de calor da parede de 2 camadas = (Temperatura da superfície interna-Temperatura da superfície externa)/(1/(4*pi*Condutividade Térmica do 1º Corpo)*(1/Raio da 1ª Esfera Concêntrica-1/Raio da 2ª Esfera Concêntrica)+1/(4*pi*Condutividade Térmica do 2º Corpo)*(1/Raio da 2ª Esfera Concêntrica-1/Raio da 3ª Esfera Concêntrica))

Taxa de fluxo de calor através da parede esférica

Vai Taxa de fluxo de calor = (Temperatura da superfície interna-Temperatura da superfície externa)/((Raio da 2ª Esfera Concêntrica-Raio da 1ª Esfera Concêntrica)/(4*pi*Condutividade térmica*Raio da 1ª Esfera Concêntrica*Raio da 2ª Esfera Concêntrica))

Espessura da parede esférica para manter determinada diferença de temperatura

Vai Espessura da esfera de condução = 1/(1/Raio da Esfera-(4*pi*Condutividade térmica*(Temperatura da superfície interna-Temperatura da superfície externa))/Taxa de fluxo de calor)-Raio da Esfera

Resistência Térmica da Parede Esférica

Vai Resistência Térmica da Esfera Sem Convecção = (Raio da 2ª Esfera Concêntrica-Raio da 1ª Esfera Concêntrica)/(4*pi*Condutividade térmica*Raio da 1ª Esfera Concêntrica*Raio da 2ª Esfera Concêntrica)

Temperatura da superfície externa da parede esférica

Vai Temperatura da superfície externa = Temperatura da superfície interna-Taxa de fluxo de calor/(4*pi*Condutividade térmica)*(1/Raio da 1ª Esfera Concêntrica-1/Raio da 2ª Esfera Concêntrica)

Temperatura da superfície interna da parede esférica

Vai Temperatura da superfície interna = Temperatura da superfície externa+Taxa de fluxo de calor/(4*pi*Condutividade térmica)*(1/Raio da 1ª Esfera Concêntrica-1/Raio da 2ª Esfera Concêntrica)

Resistência à Convecção para Camada Esférica

Vai Resistência Térmica da Esfera Sem Convecção = 1/(4*pi*Raio da Esfera^2*Coeficiente de transferência de calor por convecção)

Taxa de fluxo de calor através da parede composta esférica de 2 camadas em série Fórmula

O que é uma taxa de fluxo de calor?

A taxa de fluxo de calor é a quantidade de calor que é transferida por unidade de tempo em algum material, geralmente medida em watt (joules por segundo). Calor é o fluxo de energia térmica impulsionado pelo desequilíbrio térmico.

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