Calculadora de transferencia de calor

La transferencia de calor es el movimiento de energía térmica causado por una diferencia de temperatura. En ingeniería suele dividirse en conducción, convección y radiación. Esta calculadora proporciona la tasa en estado estacionario de cada modo en vatios, con datos en unidades SI estándar. Un resultado positivo indica que el calor fluye desde la temperatura caliente o superficial indicada hacia la temperatura fría o del entorno indicada. Al invertir esas temperaturas se obtiene un valor negativo que señala el sentido opuesto. La conducción transporta energía a través de un material inmóvil. Para una capa plana con conductividad térmica constante, la ley de Fourier calcula la tasa multiplicando conductividad, área y diferencia de temperatura, y dividiendo entre el espesor. Una mayor área, conductividad o diferencia de temperatura aumenta la tasa; una capa más gruesa la reduce. Este modelo simplificado supone flujo unidimensional, propiedades uniformes, ausencia de generación interna de calor y resistencia de contacto despreciable. La convección transfiere calor entre una superficie y un fluido en movimiento, como aire o agua. La ley de enfriamiento de Newton multiplica el coeficiente de convección por el área superficial y la diferencia de temperatura entre superficie y fluido. El coeficiente no es una constante básica del material: cambia con las propiedades y velocidad del fluido, la geometría, la orientación y el carácter natural o forzado del flujo. Elige un coeficiente obtenido de una correlación o medición adecuada para conseguir resultados útiles. La radiación térmica transporta energía mediante emisión electromagnética y no necesita un fluido. La ley de Stefan-Boltzmann utiliza emisividad, área y la diferencia entre las cuartas potencias de las temperaturas absolutas de la superficie y del entorno. Por eso las temperaturas de radiación deben introducirse en kelvin. La emisividad varía entre cero y uno; las superficies oscuras no metálicas suelen tener emisividad alta, mientras que los metales pulidos pueden tenerla mucho menor. Los conjuntos reales pueden combinar los tres modos, varias capas, propiedades variables, geometrías complejas o temperaturas transitorias. En esos casos, calcula con cuidado cada trayectoria aplicable o usa una red de resistencias térmicas y un modelo numérico. Los resultados son estimaciones de ingeniería idealizadas, útiles para ejercicios, comparaciones de diseño preliminar, revisión del aislamiento, estudios de refrigeración electrónica y comprobaciones de coherencia de análisis más detallados.