Condutividade térmica da parede cilíndrica dada a diferença de temperatura Calculadora

✖Taxa de fluxo de calor é a quantidade de calor transferida por unidade de tempo em algum material, geralmente medida em watts. Calor é o fluxo de energia térmica impulsionado pelo desequilíbrio térmico.ⓘ Taxa de fluxo de calor [Q]			+10% -10%
✖O raio 2 é o raio do segundo círculo ou círculo concêntrico.ⓘ Raio 2 [r₂]			+10% -10%
✖O raio 1 é a distância do centro dos círculos concêntricos a qualquer ponto no primeiro/menor círculo concêntrico ou ao raio do primeiro círculo.ⓘ Raio 1 [r₁]			+10% -10%
✖O comprimento do cilindro é a altura vertical do cilindro.ⓘ Comprimento do cilindro [l_cyl]			+10% -10%
✖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%
✖A temperatura da superfície externa é a temperatura na superfície externa da parede (parede plana, parede cilíndrica ou parede esférica, etc.).ⓘ Temperatura da superfície externa [T_o]			+10% -10%

✖Condutividade térmica é a taxa de passagem de calor através de um material especificado, expressa como a quantidade de fluxo de calor por unidade de tempo através de uma área unitária com um gradiente de temperatura de um grau por unidade de distância.ⓘ Condutividade térmica da parede cilíndrica dada a diferença de temperatura [k]

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Fórmula

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Condutividade térmica da parede cilíndrica dada a diferença de temperatura

Fórmula

`"k" = ("Q"*ln("r"_{"2"}/"r"_{"1"}))/(2*pi*"l"_{"cyl"}*("T"_{"i"}-"T"_{"o"}))`

Exemplo

`"26.93747W/(m*K)"=("125W"*ln("12m"/"0.8m"))/(2*pi*"0.4m"*("305K"-"300K"))`

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Condutividade térmica da parede cilíndrica dada a diferença de temperatura Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

Condutividade térmica = (Taxa de fluxo de calor*ln(Raio 2/Raio 1))/(2*pi*Comprimento do cilindro*(Temperatura da superfície interna-Temperatura da superfície externa))
k = (Q*ln(r₂/r₁))/(2*pi*l_cyl*(T_i-T_o))
Esta fórmula usa 1 Constantes, 1 Funções, 7 Variáveis

Constantes Usadas

pi - Constante de Arquimedes Valor considerado como 3.14159265358979323846264338327950288

Funções usadas

ln - O logaritmo natural, também conhecido como logaritmo de base e, é a função inversa da função exponencial natural., ln(Number)

Variáveis Usadas

Condutividade térmica - (Medido em Watt por Metro por K) - Condutividade térmica é a taxa de passagem de calor através de um material especificado, expressa como a quantidade de fluxo de calor por unidade de tempo através de uma área unitária com um gradiente de temperatura de um grau por unidade de distância.
Taxa de fluxo de calor - (Medido em Watt) - Taxa de fluxo de calor é a quantidade de calor transferida por unidade de tempo em algum material, geralmente medida em watts. Calor é o fluxo de energia térmica impulsionado pelo desequilíbrio térmico.
Raio 2 - (Medido em Metro) - O raio 2 é o raio do segundo círculo ou círculo concêntrico.
Raio 1 - (Medido em Metro) - O raio 1 é a distância do centro dos círculos concêntricos a qualquer ponto no primeiro/menor círculo concêntrico ou ao raio do primeiro círculo.
Comprimento do cilindro - (Medido em Metro) - O comprimento do cilindro é a altura vertical do cilindro.
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) - A temperatura da superfície externa é a temperatura na superfície externa da parede (parede plana, parede cilíndrica ou parede esférica, etc.).

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

Taxa de fluxo de calor: 125 Watt --> 125 Watt Nenhuma conversão necessária
Raio 2: 12 Metro --> 12 Metro Nenhuma conversão necessária
Raio 1: 0.8 Metro --> 0.8 Metro Nenhuma conversão necessária
Comprimento do cilindro: 0.4 Metro --> 0.4 Metro Nenhuma conversão necessária
Temperatura da superfície interna: 305 Kelvin --> 305 Kelvin Nenhuma conversão necessária
Temperatura da superfície externa: 300 Kelvin --> 300 Kelvin Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

k = (Q*ln(r₂/r₁))/(2*pi*l_cyl*(T_i-T_o)) --> (125*ln(12/0.8))/(2*pi*0.4*(305-300))

Avaliando ... ...

k = 26.9374734779011

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

26.9374734779011 Watt por Metro por K --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

26.9374734779011 ≈ 26.93747 Watt por Metro por K <-- Condutividade térmica

(Cálculo concluído em 00.020 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 Vinay Mishra

Instituto Indiano de Engenharia Aeronáutica e Tecnologia da Informação (IIAEIT), Pune

Vinay Mishra verificou esta calculadora e mais 100+ calculadoras!

< 14 Condução em Cilindro Calculadoras

Taxa de fluxo de calor através da parede composta cilíndrica de 3 camadas

Vai Taxa de fluxo de calor = (Temperatura da superfície interna-Temperatura da superfície externa)/((ln(Raio 2/Raio 1))/(2*pi*Condutividade Térmica 1*Comprimento do cilindro)+(ln(Raio 3/Raio 2))/(2*pi*Condutividade Térmica 2*Comprimento do cilindro)+(ln(Raio 4/Raio 3))/(2*pi*Condutividade Térmica 3*Comprimento do cilindro))

Resistência Térmica Total de 3 Resistências Cilíndricas Conectadas em Série

Vai Resistência térmica = (ln(Raio 2/Raio 1))/(2*pi*Condutividade Térmica 1*Comprimento do cilindro)+(ln(Raio 3/Raio 2))/(2*pi*Condutividade Térmica 2*Comprimento do cilindro)+(ln(Raio 4/Raio 3))/(2*pi*Condutividade Térmica 3*Comprimento do cilindro)

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

Vai Resistência térmica = 1/(2*pi*Raio 1*Comprimento do cilindro*Coeficiente de transferência de calor por convecção interna)+(ln(Raio 2/Raio 1))/(2*pi*Condutividade térmica*Comprimento do cilindro)+1/(2*pi*Raio 2*Comprimento do cilindro*Coeficiente de transferência de calor por convecção externa)

Taxa de fluxo de calor através da parede composta cilíndrica de 2 camadas

Temperatura da superfície externa da parede composta cilíndrica de 2 camadas

Vai Temperatura da superfície externa = Temperatura da superfície interna-Taxa de fluxo de calor*((ln(Raio 2/Raio 1))/(2*pi*Condutividade Térmica 1*Comprimento do cilindro)+(ln(Raio 3/Raio 2))/(2*pi*Condutividade Térmica 2*Comprimento do cilindro))

Resistência Térmica Total de 2 Resistências Cilíndricas Conectadas em Série

Vai Resistência térmica = (ln(Raio 2/Raio 1))/(2*pi*Condutividade Térmica 1*Comprimento do cilindro)+(ln(Raio 3/Raio 2))/(2*pi*Condutividade Térmica 2*Comprimento do cilindro)

Taxa de fluxo de calor através da parede cilíndrica

Vai Taxa de fluxo de calor = (Temperatura da superfície interna-Temperatura da superfície externa)/((ln(Raio 2/Raio 1))/(2*pi*Condutividade térmica*Comprimento do cilindro))

Condutividade térmica da parede cilíndrica dada a diferença de temperatura

Vai Condutividade térmica = (Taxa de fluxo de calor*ln(Raio 2/Raio 1))/(2*pi*Comprimento do cilindro*(Temperatura da superfície interna-Temperatura da superfície externa))

Comprimento da parede cilíndrica para determinada taxa de fluxo de calor

Vai Comprimento do cilindro = (Taxa de fluxo de calor*ln(Raio 2/Raio 1))/(2*pi*Condutividade térmica*(Temperatura da superfície interna-Temperatura da superfície externa))

Temperatura da superfície externa da parede cilíndrica dada a taxa de fluxo de calor

Vai Temperatura da superfície externa = Temperatura da superfície interna-(Taxa de fluxo de calor*ln(Raio 2/Raio 1))/(2*pi*Condutividade térmica*Comprimento do cilindro)

Temperatura da superfície interna da parede cilíndrica em condução

Vai Temperatura da superfície interna = Temperatura da superfície externa+(Taxa de fluxo de calor*ln(Raio 2/Raio 1))/(2*pi*Condutividade térmica*Comprimento do cilindro)

Espessura da parede cilíndrica para manter a diferença de temperatura dada

Vai Grossura = Raio 1*(e^(((Temperatura da superfície interna-Temperatura da superfície externa)*2*pi*Condutividade térmica*Comprimento do cilindro)/Taxa de fluxo de calor)-1)

Resistência Térmica para Condução Radial de Calor em Cilindros

Vai Resistência térmica = ln(Raio Externo/Raio Interno)/(2*pi*Condutividade térmica*Comprimento do cilindro)

Resistência à convecção para camada cilíndrica

Vai Resistência térmica = 1/(Transferência de calor por convecção*2*pi*Raio do cilindro*Comprimento do cilindro)

Condutividade térmica da parede cilíndrica dada a diferença de temperatura Fórmula

O que é condutividade térmica

A condutividade térmica pode ser definida como a taxa na qual o calor é transferido por condução através de uma área de seção transversal unitária de um material quando existe um gradiente de temperatura perpendicular à área.

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