Calculadora del coeficiente de transferencia de calor

El coeficiente de transferencia de calor por convección, normalmente representado por h, relaciona el calor que atraviesa una superficie con su área y la diferencia de temperatura entre ella y el fluido adyacente. La ley de enfriamiento de Newton establece que la tasa de transferencia de calor es h multiplicado por el área y la diferencia de temperatura. Al despejar se obtiene h = Q ÷ (A × ΔT). Esta calculadora aplica ese despeje y también muestra el flujo de calor por unidad de área. La unidad SI del coeficiente es el vatio por metro cuadrado y kelvin. Una diferencia en grados Celsius tiene el mismo valor numérico que una en kelvins, por lo que ambas escalas sirven aquí. La herramienta toma la diferencia absoluta entre las temperaturas de superficie y fluido, ya que el coeficiente suele expresarse como una magnitud positiva. La dirección puede deducirse: en condiciones pasivas, el calor fluye de la zona de mayor temperatura a la de menor temperatura. A diferencia de la conductividad térmica, el coeficiente de convección no es solo una propiedad de la sustancia. Combina el comportamiento del fluido, del flujo y de la geometría superficial. La velocidad, densidad, viscosidad, conductividad térmica, capacidad calorífica, turbulencia, orientación, rugosidad y dimensiones características pueden afectar a h. La convección natural en aire quieto suele dar coeficientes mucho menores que el aire forzado; la ebullición o la condensación pueden producir valores mucho mayores. Los rangos publicados sirven para una selección inicial, pero los valores finales de diseño deben proceder de correlaciones adecuadas, experimentos o simulaciones validadas. El cálculo supone que la potencia térmica, el área y las temperaturas representativas corresponden a la misma frontera y condición de operación. Temperaturas de pared no uniformes, cambios de flujo, incrustaciones, radiación, resistencia de contacto y pérdidas por otras vías pueden hacer que el coeficiente deducido experimentalmente difiera del local. En un intercambiador puede ser necesario un coeficiente global que combine las películas convectivas, la conducción en la pared y las resistencias por ensuciamiento. Usa esta calculadora para estimaciones rápidas de convección, procesamiento de datos de laboratorio, revisiones de refrigeración, evaluación inicial de intercambiadores y comparación de puntos de operación medidos. Usa vatios y metros cuadrados, y elige una diferencia de temperatura que represente la fuerza impulsora del modelo. Los intercambiadores complejos pueden requerir una diferencia de temperatura media logarítmica en lugar de una única diferencia entre superficie y fluido.