Calculadora del Coeficiente de Transferencia de Calor
Calculate the convective heat transfer coefficient h = Q/(AΔT) from the heat transfer rate, surface area, and temperature difference, or solve for heat rate, area, or temperature difference instead.
Enter the heat transfer rate, surface area, and temperature difference between the surface and the fluid. The convective heat transfer coefficient describes how effectively a fluid carries heat away from (or to) a surface.
The total rate of heat transferred, in watts.
The area of the surface in contact with the fluid, in square meters. Must be greater than 0.
The difference between the surface temperature and the fluid temperature, in kelvin or degrees Celsius (a difference is the same in both scales). Must not be 0.
Default example: 500 W, 2 m² surface, 25 K difference — a moderate forced-air convection case, giving h = 10 W/(m²·K).
Already know the heat transfer coefficient? Enter it along with the surface area and temperature difference to compute the resulting heat transfer rate directly.
The convective heat transfer coefficient, in watts per square meter-kelvin.
The area of the surface in contact with the fluid, in square meters.
The difference between the surface temperature and the fluid temperature, in kelvin or degrees Celsius.
Default example: h = 10 W/(m²·K), 2 m² surface, 25 K difference — the same case as the Coefficient tab, giving Q = 500 W.
Already know three of the four quantities? Solve for whichever one is missing — coefficient, heat rate, area, or temperature difference.
The total rate of heat transferred, in watts.
The convective heat transfer coefficient, in watts per square meter-kelvin.
The area of the surface in contact with the fluid, in square meters.
The difference between the surface temperature and the fluid temperature, in kelvin or degrees Celsius.
Default example: solving for surface area at Q = 500 W, h = 10 W/(m²·K), ΔT = 25 K gives A = 2 m².
Result
—
Enter heat transfer rate, surface area, and temperature difference to compute the coefficient.
4 min de lectura3 steps6 terms3 examples6 FAQsQ = h * A * deltaT
El coeficiente de transferencia de calor por convección h cuantifica qué tan eficazmente un fluido mueve calor a través de una superficie.
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Paso a paso
Cómo usar esta calculadora
3 pasos▸
1
Ingresa la tasa de calor, el área y la diferencia de temperatura
En la pestaña Coeficiente, ingresa la tasa de transferencia de calor (Q, en vatios), el área superficial (A, en metros cuadrados), y la diferencia de temperatura (ΔT, en kelvin o grados Celsius) entre la superficie y el fluido. Los resultados se actualizan al instante mientras escribes.
2
Lee el coeficiente de transferencia de calor
La tarjeta de resultados muestra el coeficiente de transferencia de calor por convección h en W/(m²·K) como el número principal, junto con la interpretación que lo compara con los rangos típicos de aire quieto y agua en movimiento.
3
O cambia de pestaña para resolver una cantidad diferente
Usa la pestaña Tasa de Calor si ya conoces h, A y ΔT y quieres Q en su lugar. Usa la pestaña Resolver para elegir cualquiera de las cuatro variables — coeficiente, tasa de calor, área o diferencia de temperatura — y despejarla a partir de las otras tres.
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Referencia
Fórmula y metodología
2 fórmulas▸
Transferencia de calor por convección
Q = h * A * deltaT
La tasa de transferencia de calor Q es igual al coeficiente de transferencia de calor por convección h multiplicado por el área superficial A multiplicado por la diferencia de temperatura ΔT entre la superficie y el fluido circundante.
Despejando el coeficiente
h = Q / (A * deltaT)
Reordenar la ley de enfriamiento de Newton da directamente el coeficiente de transferencia de calor a partir de una tasa de calor, un área y una diferencia de temperatura medidas — el modo predeterminado de la calculadora.
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Glosario
Términos clave explicados
6 términos▸
Coeficiente de transferencia de calorUna medida, h, de qué tan eficazmente un fluido transfiere calor hacia o desde una superficie por convección, en vatios por metro cuadrado-kelvin (W/m²·K). Valores más altos significan una transferencia de calor más eficaz para la misma área y diferencia de temperatura.
ConvecciónTransferencia de calor entre una superficie sólida y un fluido adyacente en movimiento (líquido o gas). Esta calculadora modela el componente convectivo de la transferencia de calor, no la conducción ni la radiación.
Tasa de transferencia de calorLa tasa total a la que se transfiere energía térmica, Q, medida en vatios. Es igual al coeficiente multiplicado por el área multiplicado por la diferencia de temperatura.
Diferencia de temperaturaLa diferencia ΔT entre la temperatura de la superficie y la temperatura general del fluido que impulsa el flujo de calor convectivo. Como es una diferencia, tiene el mismo valor numérico en kelvin y en grados Celsius.
Ley de enfriamiento de NewtonEl principio de que la tasa de pérdida de calor de un cuerpo es proporcional a la diferencia de temperatura entre el cuerpo y su entorno — la base física de Q = hAΔT.
W/m²KVatios por metro cuadrado-kelvin, la unidad del SI para el coeficiente de transferencia de calor. Expresa cuántos vatios de calor atraviesan un metro cuadrado de superficie por cada kelvin de diferencia de temperatura.
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Escenarios
Ejemplos del mundo real
3 ejemplos▸
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Ingeniero de HVAC
Convección forzada por aire sobre un panel de ducto
Tasa de transferencia de calor 500 WÁrea superficial 2 m²Diferencia de temperatura 25 K
Con 500 W transferidos a través de un panel de 2 m² a una diferencia de temperatura de 25 K, el coeficiente resulta ser h = 10 W/(m²·K) — típico de convección forzada por aire moderada.
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Ingeniero de procesos
Resolviendo la tasa de calor a partir de un coeficiente conocido
Coeficiente de transferencia de calor 150 W/(m²·K)Área superficial 1.5 m²Diferencia de temperatura 40 K
Un coeficiente enfriado por agua de 150 W/(m²·K) sobre 1.5 m² con una diferencia de 40 K da Q = 9,000 W — mostrando cuánto más calor transporta la convección líquida que el aire con la misma área y ΔT.
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Estudiante comparando regímenes de convección
Valores típicos de h según el fluido
Aire quieto 5-25 W/(m²·K)Agua en movimiento 500-10,000 W/(m²·K)
El aire quieto convecta calor a solo 5-25 W/(m²·K), mientras que el agua en movimiento alcanza 500-10,000 W/(m²·K) — de dos a tres órdenes de magnitud más alto, razón por la cual el enfriamiento líquido es mucho más eficaz que el enfriamiento por aire para la misma área superficial.
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Análisis a fondo
Entendiendo el Coeficiente de Transferencia de Calor por Convección
El coeficiente de transferencia de calor por convección h cuantifica qué tan eficazmente un fluido mueve calor a través de una superficie. Esta calculadora computa h a partir de una tasa de transferencia de calor, un área superficial y una diferencia de temperatura medidas, o despeja cualquiera de las cuatro cantidades en Q = hAΔT dadas las otras tres.
Cómo funciona la calculadora
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La ley de enfriamiento de Newton establece que la tasa de transferencia de calor por convección Q es proporcional al área superficial A y a la diferencia de temperatura ΔT entre la superficie y el fluido, siendo la constante de proporcionalidad el coeficiente de transferencia de calor h: Q = hAΔT. Reordenada, h = Q/(AΔT) permite despejar el coeficiente a partir de una tasa de calor medida o especificada. La misma ecuación, reordenada de otra manera, resuelve la tasa de calor, el área o la diferencia de temperatura cuando se conocen los otros tres valores.
Entradas y qué significan
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La tasa de transferencia de calor (Q) es la potencia térmica total que se mueve a través de la superficie, en vatios. El área superficial (A) es el área en contacto con el fluido, en metros cuadrados, y debe ser mayor que cero. La diferencia de temperatura (ΔT) es la brecha entre la temperatura de la superficie y la del fluido, en kelvin o grados Celsius — como es una diferencia, ambas escalas dan el mismo número, pero no debe ser cero o el coeficiente queda indefinido. El coeficiente h resultante se expresa en vatios por metro cuadrado-kelvin.
Límites y casos extremos
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Esta calculadora asume un único coeficiente uniforme en toda la superficie y una diferencia de temperatura fija — los flujos convectivos reales suelen tener un coeficiente que varía con la velocidad del fluido, la geometría de la superficie, y si el flujo es laminar o turbulento, y se necesitan correlaciones detalladas (como las relaciones del número de Nusselt) para predecir h desde primeros principios en lugar de calcularlo hacia atrás. Tampoco separa la convección forzada (flujo impulsado por ventilador o bomba) de la convección natural (flujo impulsado por flotabilidad), que típicamente producen coeficientes muy diferentes para el mismo fluido, ni considera la transferencia de calor radiativa o conductiva que ocurre junto con la convección.
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Preguntas
Preguntas frecuentes
6 preguntas▸
¿Cuál es la fórmula del coeficiente de transferencia de calor?+
El coeficiente de transferencia de calor por convección es h = Q/(AΔT), donde Q es la tasa de transferencia de calor en vatios, A es el área superficial en metros cuadrados, y ΔT es la diferencia de temperatura entre la superficie y el fluido.
¿Qué unidades usa esta calculadora?+
Ingresa la tasa de transferencia de calor en vatios (W), el área superficial en metros cuadrados (m²), y la diferencia de temperatura en kelvin o grados Celsius (K o °C — una diferencia se lee igual en ambos). El resultado está en vatios por metro cuadrado-kelvin, W/(m²·K).
¿Por qué el coeficiente es mucho más alto para el agua que para el aire?+
Los líquidos como el agua conducen y transportan calor mucho más eficientemente que los gases. El aire quieto típicamente da un coeficiente de alrededor de 5-25 W/(m²·K), mientras que el agua en movimiento puede alcanzar 500-10,000 W/(m²·K), razón por la cual los sistemas de enfriamiento líquido son mucho más eficaces con la misma área superficial.
¿Puede esta calculadora resolver la tasa de transferencia de calor en lugar del coeficiente?+
Sí. Usa la pestaña Tasa de Calor para calcular Q directamente a partir de un coeficiente, área y diferencia de temperatura conocidos, o usa la pestaña Resolver para elegir la tasa de calor (o el área, o la diferencia de temperatura) como la incógnita.
¿Qué significa 'convectivo' en este contexto?+
La transferencia de calor convectiva es el calor transportado entre una superficie sólida y un fluido en movimiento — aire fluyendo sobre una tubería caliente, o agua fluyendo a través de un intercambiador de calor. Esta calculadora calcula el coeficiente específicamente para ese proceso convectivo, no la conducción a través de un sólido ni la transferencia de calor radiativa.
¿La convección forzada da un coeficiente diferente al de la convección natural?+
Sí. La convección forzada (impulsada por un ventilador o bomba) generalmente produce un coeficiente de transferencia de calor mucho más alto que la convección natural (impulsada solo por la flotabilidad de las diferencias de temperatura) para el mismo fluido y superficie, porque el flujo forzado mueve más fluido a través de la superficie por segundo.
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