Calculadora de Convección
El calor que el aire o el agua se llevan de una superficie, por la ley del enfriamiento de Newton, con el área o el coeficiente necesarios.
Resultados
Qué hace esta herramienta
La convección es calor que sale de una superficie hacia un fluido que se lo lleva, y la ley del enfriamiento de Newton dice que el ritmo es simplemente proporcional a cuánto más caliente está la superficie que el fluido. Toda la dificultad vive en un número —el coeficiente de transmisión de calor— que no es una propiedad de un material sino la descripción de una situación entera: qué fluye, a qué velocidad, sobre qué forma. Déselo, junto con el área y las dos temperaturas, y esta página devuelve el flujo de calor, el flujo por metro cuadrado, y el área o el coeficiente que harían falta para disipar un kilovatio.
Fórmula
ley de enfriamiento de Newton: Q = h × A × (T superficie − T fluido)
Variables
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
h | Coeficiente de transmisión de calor | W/(m²·K) |
a | Área | m² |
ts | Temperatura de la superficie | °C |
tf | Temperatura del aire o del agua | °C |
Q | Calor que la atraviesa | W |
QA | Flujo de calor | W/m² |
DT | Diferencia de temperatura | K |
R | Resistencia térmica | K/W |
UA | Conductancia de la superficie | W/K |
Q10 | Flujo de calor con 10 K de diferencia | W |
E | Energía en una hora | kWh |
Ejemplo resuelto
- Coeficiente de transmisión de calor25 W/(m²·K)
- Área2 m²
- Temperatura de la superficie80 °C
- Temperatura del aire o del agua20 °C
- Calor que la atraviesa3000,0000 W
- Flujo de calor1500,0000 W/m²
- Diferencia de temperatura60,0000 K
- Resistencia térmica0,020000 K/W
- Conductancia de la superficie50,000000 W/K
- Flujo de calor con 10 K de diferencia500,0000 W
- Energía en una hora3,000000 kWh
Limitaciones
- Los valores por defecto son referencias típicas, no mediciones de su situación. Sustitúyalos por sus propios datos siempre que los tenga.
- El resultado es una estimación basada solo en los valores introducidos. Las situaciones reales suelen incluir factores que esta calculadora desconoce.
- Mezclar unidades es la causa de error más común. Convierta todos los valores a las unidades indicadas junto a cada campo antes de calcular.
Preguntas frecuentes
¿De dónde sale el coeficiente?
De correlaciones para su geometría y su flujo concretos, y es con diferencia el número más débil de todo el cálculo. A diferencia de la conductividad, no es una propiedad de un material: describe una situación entera: qué fluido, moviéndose a qué velocidad, sobre qué forma, en qué orientación. Aire quieto contra una pared vertical da entre 5 y 10; aire soplado sobre una superficie, de 25 a 250; agua, de cientos a miles; agua hirviendo, decenas de miles. Esos intervalos no son precisión. Quien necesita una respuesta de verdad busca la correlación de Nusselt para su caso exacto, y aun así cuenta con equivocarse un veinte por ciento.
¿Esto incluye la radiación?
No, y a temperaturas más altas eso importa muchísimo. La ley del enfriamiento de Newton describe solo el calor que se lleva el fluido en movimiento. Una superficie también radia, y como la radiación va con la cuarta potencia de la temperatura absoluta, empieza pequeña y luego supera a la convección. Para un radiador a sesenta grados en una habitación ambas son más o menos comparables; para la pared de un horno, la radiación domina por completo. Sume las dos usando la calculadora de Stefan-Boltzmann cuando la superficie esté caliente.