Calculadora de Eficiência de Alheta
Eficiência e calor dissipado por uma alheta recta rectangular, a partir da espessura, comprimento, material e coeficiente de convecção.
Resultados
O que faz esta ferramenta
Uma alheta nunca vale tanto como a sua área sugere, porque o metal tem de conduzir o calor até à ponta antes de o ar o levar, e a ponta está sempre mais fria do que a base. A eficiência de alheta é a razão honesta entre o que a alheta faz e o que faria se estivesse toda à temperatura da base. Usa-se a solução de ponta adiabática com o comprimento corrigido Lc = L + t/2, que é a forma habitual de contar com a ponta exposta.
Fórmula
m = √(2h/(k t)) ; Lc = L + t/2 ; eficiência = tanh(m Lc)/(m Lc)
Variáveis
| Símbolo | Significado | Unidade |
|---|---|---|
hc | Coeficiente global de transmissão de calor | W/(m²·K) |
kk | Condutividade térmica | W/(m·K) |
tt | Espessura da alheta | mm |
lf | Comprimento da alheta | mm |
wf | Largura da alheta | mm |
dt | Diferença de temperatura num extremo | K |
EF | Eficiência da alheta | % |
MM | Parâmetro m da alheta | 1/m |
LC | Comprimento corrigido da alheta | mm |
QQ | Calor dissipado | W |
QM | Calor se a alheta fosse isotérmica | W |
Exemplo resolvido
- Coeficiente global de transmissão de calor50 W/(m²·K)
- Condutividade térmica200 W/(m·K)
- Espessura da alheta3 mm
- Comprimento da alheta50 mm
- Largura da alheta1000 mm
- Diferença de temperatura num extremo60 K
- Eficiência da alheta87,48 %
- Parâmetro m da alheta12,910 1/m
- Comprimento corrigido da alheta51,50 mm
- Calor dissipado270,30 W
- Calor se a alheta fosse isotérmica309,00 W
Limitações
- Misturar unidades é a causa de erro mais comum. Converta todos os valores para as unidades indicadas ao lado de cada campo antes de calcular.
- A fórmula assume condições ideais: sem perdas por atrito, sem resistência do ar e sem perdas de rendimento, a não ser que as introduza.
Perguntas frequentes
Porque é que uma alheta mais comprida não dá sempre mais calor?
Dá mais, mas com retornos que caem depressa. A ponta de uma alheta comprida já arrefeceu quase até à temperatura ambiente, por isso o último centímetro quase não contribui e continua a custar material e peso. A eficiência cai à medida que m·Lc cresce, e acima de m·Lc de cerca de 2 está sobretudo a acrescentar metal. Alhetas mais grossas ou de material mais condutor sobem a eficiência; um coeficiente de convecção maior do lado do ar baixa-a.