Calculadora de transferencia de calor por convección (Q = h·A·ΔT)

Cómo funciona

Q = h × A × (T_s − T_∞) · flujo por unidad de área q = Q ÷ A = h × ΔT · resistencia térmica R = 1 ÷ (h × A) · 1 W/m²·K = 0.1761 Btu/h·ft²·°F

La convección transporta calor entre una superficie y un fluido en movimiento. La ley de enfriamiento de Newton agrupa todo el comportamiento complejo del flujo junto a la pared en un solo coeficiente de convección h, así que el flujo de calor es simplemente h por el área por la diferencia de temperatura. Lo que manda es el valor de h: el aire quieto da solo 2–25 W/m²·K, un ventilador lo multiplica por diez, el agua es cien veces mejor que el aire y la ebullición o la condensación son aún mayores (rangos de la tabla 1.1 de Fundamentals of Heat and Mass Transfer de Incropera). Para un h preciso usa una correlación del número de Nusselt para tu geometría y flujo.

Ejemplo resuelto

Una superficie de 2 m² a 80 °C en aire quieto a 20 °C, con h de convección natural = 10 W/m²·K, pierde 10 × 2 × 60 = 1,200 W, un flujo de 600 W/m². Su resistencia convectiva es 1 ÷ (10 × 2) = 0.05 K/W y en un día entrega 28.80 kWh. Con un ventilador (h = 50) la misma superficie perdería 6,000 W.

Fuentes: Incropera et al. — Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Table 1.1 (typical h values) · Engineering ToolBox — Convective heat transfer

Preguntas frecuentes