Espessura da parede esférica para manter determinada diferença de temperatura Calculadora

✖Raio da esfera é a distância do centro dos círculos concêntricos a qualquer ponto da primeira esfera.ⓘ Raio da Esfera [r]			+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%
✖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%
✖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%

✖A espessura da esfera de condução é a distância através de um objeto.ⓘ Espessura da parede esférica para manter determinada diferença de temperatura [t]

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Fórmula

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Espessura da parede esférica para manter determinada diferença de temperatura

Fórmula

`"t" = 1/(1/"r"-(4*pi*"k"*("T"_{"i"}-"T"_{"o"}))/"Q")-"r"`

Exemplo

`"0.069963m"=1/(1/"1.4142m"-(4*pi*"2W/(m*K)"*("305K"-"300K"))/"3769.9111843W")-"1.4142m"`

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Espessura da parede esférica para manter determinada diferença de temperatura Solução

ETAPA 0: Resumo de pré-cálculo

Fórmula Usada

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
t = 1/(1/r-(4*pi*k*(T_i-T_o))/Q)-r
Esta fórmula usa 1 Constantes, 6 Variáveis

Constantes Usadas

pi - Constante de Arquimedes Valor considerado como 3.14159265358979323846264338327950288

Variáveis Usadas

Espessura da esfera de condução - (Medido em Metro) - A espessura da esfera de condução é a distância através de um objeto.
Raio da Esfera - (Medido em Metro) - Raio da esfera é a distância do centro dos círculos concêntricos a qualquer ponto da primeira esfera.
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.
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.
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 da Esfera: 1.4142 Metro --> 1.4142 Metro Nenhuma conversão necessária
Condutividade térmica: 2 Watt por Metro por K --> 2 Watt por Metro por K 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
Taxa de fluxo de calor: 3769.9111843 Watt --> 3769.9111843 Watt Nenhuma conversão necessária

ETAPA 2: Avalie a Fórmula

Substituindo valores de entrada na fórmula

t = 1/(1/r-(4*pi*k*(T_i-T_o))/Q)-r --> 1/(1/1.4142-(4*pi*2*(305-300))/3769.9111843)-1.4142

Avaliando ... ...

t = 0.0699634657768651

PASSO 3: Converta o Resultado em Unidade de Saída

0.0699634657768651 Metro --> Nenhuma conversão necessária

RESPOSTA FINAL

0.0699634657768651 ≈ 0.069963 Metro <-- Espessura da esfera de condução

(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)

Espessura da parede esférica para manter determinada diferença de temperatura Fórmula

O que é condução de calor em estado estacionário?

A condução em estado estacionário é a forma de condução que ocorre quando a (s) diferença (s) 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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