Espessura da parede cilíndrica para manter a diferença de temperatura dada Calculadora

✖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%
✖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 [k]			+10% -10%
✖O comprimento do cilindro é a altura vertical do cilindro.ⓘ Comprimento do cilindro [l_cyl]			+10% -10%
✖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%

✖Espessura é a distância através de um objeto.ⓘ Espessura da parede cilíndrica para manter a diferença de temperatura dada [t]

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Fórmula

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Espessura da parede cilíndrica para manter a diferença de temperatura dada

Fórmula

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

Exemplo

`"1.426123m"="0.8m"*(e^((("305K"-"300K")*2*pi*"10.18W/(m*K)"*"0.4m")/"125W")-1)`

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Espessura da parede cilíndrica para manter a diferença de temperatura dada Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

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)
t = r₁*(e^(((T_i-T_o)*2*pi*k*l_cyl)/Q)-1)
Esta fórmula usa 2 Constantes, 7 Variáveis

Constantes Usadas

pi - Constante de Arquimedes Valor considerado como 3.14159265358979323846264338327950288
e - Constante de Napier Valor considerado como 2.71828182845904523536028747135266249

Variáveis Usadas

Grossura - (Medido em Metro) - Espessura é a distância através de um objeto.
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.
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.).
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.
Comprimento do cilindro - (Medido em Metro) - O comprimento do cilindro é a altura vertical do cilindro.
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.

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

Raio 1: 0.8 Metro --> 0.8 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
Condutividade térmica: 10.18 Watt por Metro por K --> 10.18 Watt por Metro por K Nenhuma conversão necessária
Comprimento do cilindro: 0.4 Metro --> 0.4 Metro Nenhuma conversão necessária
Taxa de fluxo de calor: 125 Watt --> 125 Watt Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

t = r₁*(e^(((T_i-T_o)*2*pi*k*l_cyl)/Q)-1) --> 0.8*(e^(((305-300)*2*pi*10.18*0.4)/125)-1)

Avaliando ... ...

t = 1.42612336536852

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

1.42612336536852 Metro --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

1.42612336536852 ≈ 1.426123 Metro <-- Grossura

(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 Ravi Khiyani

Shri Govindram Seksaria Instituto de Tecnologia e Ciência (SGSITS), Indore

Ravi Khiyani verificou esta calculadora e mais 300+ 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)

Espessura da parede cilíndrica para manter a diferença de temperatura dada Fórmula

O que é condução em estado estacionário?

A condução em estado estacionário é a forma de condução que ocorre quando a (s) diferença (ões) de temperatura que impulsiona a condução são constantes, de modo que (após um tempo de equilíbrio), a distribuição espacial das temperaturas (campo de temperatura) no objeto condutor não muda em nada adicional.

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