Warmtestroomsnelheid door cilindrische composietwand van 2 lagen Oplossing

STAP 0: Samenvatting voorberekening
Formule gebruikt
Warmtestroomsnelheid = (Temperatuur binnenoppervlak-Buitenoppervlaktetemperatuur)/((ln(Straal van de 2e cilinder/Straal van 1e cilinder))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 1*Lengte van cilinder)+(ln(Straal van de 3e cilinder/Straal van de 2e cilinder))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 2*Lengte van cilinder))
Q = (Ti-To)/((ln(r2/r1))/(2*pi*k1*lcyl)+(ln(r3/r2))/(2*pi*k2*lcyl))
Deze formule gebruikt 1 Constanten, 1 Functies, 9 Variabelen
Gebruikte constanten
pi - De constante van Archimedes Waarde genomen als 3.14159265358979323846264338327950288
Functies die worden gebruikt
ln - De natuurlijke logaritme, ook bekend als de logaritme met grondtal e, is de inverse functie van de natuurlijke exponentiële functie., ln(Number)
Variabelen gebruikt
Warmtestroomsnelheid - (Gemeten in Watt) - Warmtestroomsnelheid is de hoeveelheid warmte die per tijdseenheid in een bepaald materiaal wordt overgedragen, meestal gemeten in watt. Warmte is de stroom thermische energie die wordt aangedreven door thermisch niet-evenwicht.
Temperatuur binnenoppervlak - (Gemeten in Kelvin) - Binnenoppervlaktetemperatuur is de temperatuur aan het binnenoppervlak van de muur, hetzij een vlakke wand, een cilindrische wand of een bolvormige wand, enz.
Buitenoppervlaktetemperatuur - (Gemeten in Kelvin) - De buitenoppervlaktetemperatuur is de temperatuur aan het buitenoppervlak van de muur (vlakke muur, cilindrische muur of bolvormige muur, enz.).
Straal van de 2e cilinder - (Gemeten in Meter) - De straal van de tweede cilinder is de afstand vanaf het middelpunt van de concentrische cirkels tot een punt op de tweede concentrische cirkel of de straal van de derde cirkel.
Straal van 1e cilinder - (Gemeten in Meter) - De straal van de eerste cilinder is de afstand vanaf het middelpunt van de concentrische cirkels tot een punt op de eerste/kleinste concentrische cirkel voor de eerste cilinder in de reeks.
Thermische geleidbaarheid 1 - (Gemeten in Watt per meter per K) - Thermische geleidbaarheid 1 is de thermische geleidbaarheid van het eerste lichaam.
Lengte van cilinder - (Gemeten in Meter) - De lengte van de cilinder is de verticale hoogte van de cilinder.
Straal van de 3e cilinder - (Gemeten in Meter) - De straal van de derde cilinder is de afstand vanaf het middelpunt van de concentrische cirkels tot een punt op de derde concentrische cirkel of de straal van de derde cirkel.
Thermische geleidbaarheid 2 - (Gemeten in Watt per meter per K) - Thermische geleidbaarheid 2 is de thermische geleidbaarheid van het tweede lichaam.
STAP 1: converteer ingang (en) naar basiseenheid
Temperatuur binnenoppervlak: 305 Kelvin --> 305 Kelvin Geen conversie vereist
Buitenoppervlaktetemperatuur: 300 Kelvin --> 300 Kelvin Geen conversie vereist
Straal van de 2e cilinder: 12 Meter --> 12 Meter Geen conversie vereist
Straal van 1e cilinder: 0.8 Meter --> 0.8 Meter Geen conversie vereist
Thermische geleidbaarheid 1: 1.6 Watt per meter per K --> 1.6 Watt per meter per K Geen conversie vereist
Lengte van cilinder: 0.4 Meter --> 0.4 Meter Geen conversie vereist
Straal van de 3e cilinder: 8 Meter --> 8 Meter Geen conversie vereist
Thermische geleidbaarheid 2: 1.2 Watt per meter per K --> 1.2 Watt per meter per K Geen conversie vereist
STAP 2: Evalueer de formule
Invoerwaarden in formule vervangen
Q = (Ti-To)/((ln(r2/r1))/(2*pi*k1*lcyl)+(ln(r3/r2))/(2*pi*k2*lcyl)) --> (305-300)/((ln(12/0.8))/(2*pi*1.6*0.4)+(ln(8/12))/(2*pi*1.2*0.4))
Evalueren ... ...
Q = 9.27651294602508
STAP 3: converteer het resultaat naar de eenheid van de uitvoer
9.27651294602508 Watt --> Geen conversie vereist
DEFINITIEVE ANTWOORD
9.27651294602508 9.276513 Watt <-- Warmtestroomsnelheid
(Berekening voltooid in 00.004 seconden)

Credits

Creator Image
Vallurupalli Nageswara Rao Vignana Jyothi Instituut voor Engineering en Technologie (VNRVJIET), Hyderabad
Sai Venkata Phanindra Chary Arendra heeft deze rekenmachine gemaakt en nog 100+ meer rekenmachines!
Verifier Image
Geverifieërd door Vinay Mishra
Indian Institute for Aeronautical Engineering and Information Technology (IIAEIT), Pune
Vinay Mishra heeft deze rekenmachine geverifieerd en nog 100+ rekenmachines!

Geleiding in cilinder Rekenmachines

Totale thermische weerstand van 3 cilindrische weerstanden in serie geschakeld
​ Gaan Thermische weerstand = (ln(Straal van de 2e cilinder/Straal van 1e cilinder))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 1*Lengte van cilinder)+(ln(Straal van de 3e cilinder/Straal van de 2e cilinder))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 2*Lengte van cilinder)+(ln(Straal van de 4e cilinder/Straal van de 3e cilinder))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 3*Lengte van cilinder)
Totale thermische weerstand van cilindrische wand met convectie aan beide zijden
​ Gaan Thermische weerstand = 1/(2*pi*Straal van 1e cilinder*Lengte van cilinder*Binnenconvectie Warmteoverdrachtscoëfficiënt)+(ln(Straal van de 2e cilinder/Straal van 1e cilinder))/(2*pi*Warmtegeleiding*Lengte van cilinder)+1/(2*pi*Straal van de 2e cilinder*Lengte van cilinder*Externe convectie-warmteoverdrachtscoëfficiënt)
Totale thermische weerstand van 2 cilindrische weerstanden in serie geschakeld
​ Gaan Thermische weerstand = (ln(Straal van de 2e cilinder/Straal van 1e cilinder))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 1*Lengte van cilinder)+(ln(Straal van de 3e cilinder/Straal van de 2e cilinder))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 2*Lengte van cilinder)
Thermische weerstand voor radiale warmtegeleiding in cilinders
​ Gaan Thermische weerstand = ln(Buitenste straal/Binnenradius)/(2*pi*Warmtegeleiding*Lengte van cilinder)

Warmtestroomsnelheid door cilindrische composietwand van 2 lagen Formule

Warmtestroomsnelheid = (Temperatuur binnenoppervlak-Buitenoppervlaktetemperatuur)/((ln(Straal van de 2e cilinder/Straal van 1e cilinder))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 1*Lengte van cilinder)+(ln(Straal van de 3e cilinder/Straal van de 2e cilinder))/(2*pi*Thermische geleidbaarheid 2*Lengte van cilinder))
Q = (Ti-To)/((ln(r2/r1))/(2*pi*k1*lcyl)+(ln(r3/r2))/(2*pi*k2*lcyl))

Wat is de Fourier-wet van warmteoverdracht?

De wet van warmtegeleiding, ook bekend als de wet van Fourier, stelt dat de snelheid van warmteoverdracht door een materiaal evenredig is met de negatieve gradiënt in de temperatuur en met het gebied, loodrecht op die gradiënt, waardoor de warmte stroomt.

Let Others Know
Facebook
Twitter
Reddit
LinkedIn
Email
WhatsApp
Copied!