Calculadora de transferência de calor

Transferência de calor é o movimento de energia térmica causado por uma diferença de temperatura. Na engenharia, costuma ser dividida em condução, convecção e radiação. Esta calculadora fornece a taxa em regime permanente de cada modo em watts, usando entradas SI padrão. Um resultado positivo indica que o calor flui da temperatura quente ou superficial informada para a temperatura fria ou do entorno informada. Inverter essas temperaturas produz um valor negativo e indica o sentido oposto. A condução transporta energia através de um material parado. Para uma camada plana com condutividade térmica constante, a lei de Fourier fornece a taxa multiplicando condutividade, área e diferença de temperatura e dividindo pela espessura. Aumentar a área, a condutividade ou a diferença de temperatura eleva a taxa; uma camada mais espessa a reduz. Esse modelo simplificado pressupõe fluxo unidimensional, propriedades uniformes, ausência de geração interna de calor e resistência de contato desprezível. A convecção transfere calor entre uma superfície e um fluido em movimento, como ar ou água. A lei de resfriamento de Newton multiplica o coeficiente de convecção pela área superficial e pela diferença de temperatura entre superfície e fluido. O coeficiente não é uma constante básica do material: varia com as propriedades e a velocidade do fluido, a geometria, a orientação e o escoamento natural ou forçado. Escolha um coeficiente obtido de uma correlação ou medição adequada para obter resultados relevantes. A radiação térmica transfere energia por emissão eletromagnética e não exige um fluido. A lei de Stefan-Boltzmann usa emissividade, área e a diferença entre as quartas potências das temperaturas absolutas da superfície e do entorno. Portanto, as temperaturas de radiação devem ser inseridas em kelvin. A emissividade vai de zero a um; superfícies escuras não metálicas costumam ter emissividade alta, enquanto metais polidos podem ter valores muito menores. Conjuntos reais podem envolver os três modos simultaneamente, várias camadas, propriedades variáveis, geometrias complexas ou temperaturas transientes. Nesses casos, calcule cuidadosamente cada caminho aplicável ou use uma rede de resistências térmicas e um modelo numérico. Os resultados são estimativas idealizadas de engenharia, úteis para exercícios, comparações iniciais de projeto, avaliações de isolamento, estudos de refrigeração eletrônica e verificações de coerência de análises mais detalhadas.