Hoe te Heat Transfer berekenen

Geleiding de warmte van een hete pan op een kook steak . valeriopardi / iStock / Getty Images

Als je voelt de warmte, bent u in wezen het aftasten van de overdracht van thermische energie van iets warm om iets kouder, je lichaam.Als je iets koud voelt, bent u het aftasten van de overdracht van thermische energie in de andere richting: uit je lichaam in iets kouder.Dit type warmteoverdracht heet geleiding.Het andere belangrijkste type van warmteoverdracht die plaatsvindt op aarde tussen vloeistoffen en is bekend als convectie.

wat je nodig hebt

  • Voor zowel geleiding en convectie:
  • Thermische geleidbaarheid (k), de aangeboren thermische geleidbaarheid van het materiaal of de vloeistof wordt verwarmd of gekoeld.
  • Area (A), gedefinieerd als de oppervlakte van de dwarsdoorsnede waardoor de warmte wordt overgedragen.
  • Alleen voor geleiding:
  • geleiding temperatuurgradiënt (Thot-Tcold), gedefinieerd als de temperatuur verschil in de richting van de energiestroom van de hete regio naar de koude regio.
  • dikte (d), wat betekent d
    at de dikte of lengte van de geleider.
  • Alleen voor convectie:
  • convectietemperatuur (Tsurface-Tfluid), gedefinieerd als het verschil tussen de oppervlaktetemperatuur van de vloeistof nemen van de energie en de vloeistof temperatuur.

berekenen Heat Transfer door geleiding

  • Begin met het invoeren van de bekende variabelen in de vrij eenvoudige vergelijking gebruikt om de snelheid van de warmteoverdracht, q bepalen tussen twee mediums door geleiding: q = (kA (Thot-Tcold)) / d.Als bijvoorbeeld k = 50 Watt / meter Celsius, A = 10 m ^ 2, Thot = 100 graden Celsius, Tcold = 50 graden Celsius, en d = 2 meter, dan q = (50 * 10 (100-50))/ 2.

  • Volgende aftrekken van de twee temperaturen te werken door dat deel van de vergelijking en krijg het temperatuurverschil.In dit voorbeeld zou de berekening 100 graden Celsius - 50 graden Celsius = 50 graden Celsius, waardoor de vereenvoudigde vergelijking Q = (50 * 10 (50)) / 2.

  • Vermenigvuldig de thermische geleidbaarheid en het oppervlak.Dus nu de vereenvoudigde vergelijking is q = (500 * 50) / 2.

  • Vermenigvuldig het product van de thermische geleidbaarheid en de oppervlakte u in de vorige stap door het temperatuurverschil gevonden om q = 25.000 / 2 te verkrijgen.

  • slotte, verdeel het product berekend in de vorige stap door de dikte naar q = 12.500 W.

berekenen Heat Transfer door convectie

  • Start verkrijgen door het invoeren van de bekende variabelen in een soortgelijke vergelijking om warmte te berekenenoverdracht door convectie: R = kA (Tsurface-Tfluid).Als bijvoorbeeld k = 50 Watt / meter Celsius, A = 10 m ^ 2, Tsurface = 100 graden Celsius, en Tfluid = 50 graden Celsius, dan uw vergelijking kan worden geschreven als q = 50 * 10 (100-50).

  • Bereken het temperatuurverschil.In dit voorbeeld zou de berekening 100 graden Celsius - 50 graden Celsius = 50 graden Celsius, waardoor q = 50 * 10 (50).

  • Vervolgens vermenigvuldig de thermische geleidbaarheid van het oppervlak om q = 500 (50) te verkrijgen.

  • slot, vermenigvuldig dit product door het temperatuurverschil, waardoor de snelheid van de energie-overdracht, uitgedrukt in Watt.In dit voorbeeld, q = 25.000 W.

Tips & amp;Waarschuwingen

  • De andere primaire manier van warmte-overdracht wordt genoemd straling, en dit is hoe warmte wordt overgedragen van de zon naar de aarde in het vacuüm van de ruimte.De vergelijking voor deze vorm van warmte-overdracht is q = emissiviteit * Stefans constante * uitstralende omgeving (temperatuur van de radiator ^ 4-temperatuur van de omgeving ^ 4).

Resources

  • convectie, geleiding en straling - Mansfield Middle School
289
0
1
Wetenschap