Sådan Beregn Heat Transfer

Ledningsforstyrrelser overfører varme fra en varm pande til en madlavning bøf. valeriopardi / iStock / Getty Images

Når du føler varme, er du hovedsageligt sensing overførslen af ​​termisk energi fra noget varmt til noget koldere, din krop.Når du føler noget koldt, er du sensing overførslen af ​​termisk energi i den anden retning: ud af kroppen til noget koldere.Denne type varmeoverførsel kaldes ledning.Den anden hovedtype af varmeoverførsel, der forekommer på Jorden er mellem væsker og er kendt som konvektion.

hvad du har brug

  • For både varmeledning og konvektion:
  • Varmeledningsevne (k), medfødte varmeledningsevne af materialet eller væske, der opvarmes eller afkøles.
  • Samarbejdsområde (A), defineret som tværsnitsarealet, hvorigennem varmen overføres.
  • Kun ledning:
  • Varmeledning temperaturgradient (Thot-Tcold), defineres som den temperatur forskel i retning af energi flow fra den varme region til den kolde region.
  • Tykkelse (d), hvilket betyder, at tykkelsen eller længden af ​​lederen.
  • Kun konvektion:
  • Konvektion temperatur (Tsur
    face-Tfluid), defineret som forskellen mellem overfladetemperaturen af ​​væsken tage i energi og væske temperatur.

Beregning Heat Transfer ved ledning

  • Start ved at indtaste de kendte variable ind i den forholdsvis simpel ligning bruges til at bestemme hastigheden af ​​varmeoverførsel, q, mellem to medier ved ledning: q = (kA (Thot-Tcold)) / d.For eksempel, hvis k = 50 watt / meter Celsius, a = 10 m ^ 2, Thot = 100 grader Celsius, Tcold = 50 grader Celsius, og d = 2 meter, er Q = (50 * 10 (100-50))/ 2.

  • Næste trække de to temperaturer at arbejde gennem den del af ligningen og få temperaturforskellen.I dette eksempel ville beregningen 100 grader Celsius - 50 grader Celsius = 50 grader Celsius, hvilket resulterer i forenklet ligning q = (50 * 10 (50)) / 2.

  • Multiplicer varmeledningsevne og overfladearealet.Så nu den forenklede ligning er q = (500 * 50) / 2.

  • Multiplicer produktet af den termiske ledningsevne og areal du har fundet i det foregående trin ved temperaturforskellen at opnå q = 25.000 / 2.

  • Endelig opdele produktet beregnet i forrige trin med tykkelsen for at opnå q = 12.500 W.

Beregning Heat Transfer ved konvektion

  • Start ved at indtaste de kendte variable i en lignende ligning til at beregne varmenoverførsel ved konvektion: R = kA (Tsurface-Tfluid).For eksempel, hvis k = 50 watt / meter Celsius, A = 10 meter ^ 2, Tsurface = 100 grader Celsius, og Tfluid = 50 grader Celsius, så din ligning kan skrives som q = 50 * 10 (100-50).

  • Beregn temperaturforskellen.I dette eksempel ville beregningen 100 grader Celsius - 50 grader Celsius = 50 grader Celsius, hvilket resulterer i q = 50 * 10 (50).

  • Dernæst multipliceres varmeledningsevne af overfladearealet for at opnå q = 500 (50).

  • sidst ganger dette produkt ved at temperaturforskellen, forlader satsen for energioverførsel udtrykt i watt.I dette eksempel er q = 25.000 W.

Tips & amp;Advarsler

  • Den anden primære metode til varmeoverførsel kaldes stråling, og det er sådan varme overføres fra solen til Jorden i rummets vakuum.Ligningen for denne form for varmeoverførsel er q = emissivitet * Stefan konstant * strålingsareal (temperatur radiator ^ 4-temperatur på omgivelserne ^ 4).

Ressourcer

  • konvektion, ledning og stråling - Mansfield Middle School
147
0
1
Videnskab