Calculadora de coeficiente de transferência de calor
Calcule o coeficiente de transferência de calor convectivo h = Q/(AΔT) a partir da taxa de transferência de calor, área de superfície e diferença de temperatura, ou resolva para taxa de calor, área ou diferença de temperatura.
Digite o taxa de transferência de calor, área de superfíciee diferença de temperatura entre a superfície e o fluido. O coeficiente de transferência de calor convectivo descreve a eficácia com que um fluido transporta o calor para longe de (ou para) uma superfície.
A taxa total de calor transferido, em watts.
A área da superfície em contato com o fluido, em metros quadrados. Deve ser maior que 0.
A diferença entre a temperatura da superfície e a temperatura do fluido, em Kelvin ou graus Celsius (a diferença é a mesma em ambas as escalas). Não deve ser 0.
Exemplo padrão: 500 W, superfície de 2 m², diferença de 25 K — um caso de convecção de ar forçado moderado, fornecendo h = 10 W/(m²·K).
Já conhece o coeficiente de transferência de calor? Insira-o junto com a área de superfície e a diferença de temperatura para calcular diretamente a taxa de transferência de calor resultante.
O coeficiente de transferência de calor convectivo, em watts por metro quadrado-kelvin.
A área da superfície em contato com o fluido, em metros quadrados.
A diferença entre a temperatura da superfície e a temperatura do fluido, em Kelvin ou graus Celsius.
Exemplo padrão: h = 10 W/(m²·K), superfície de 2 m², diferença de 25 K — o mesmo caso da guia Coeficiente, fornecendo Q = 500 W.
Já conhece três das quatro quantidades? Resolva o que estiver faltando – coeficiente, taxa de calor, área ou diferença de temperatura.
A taxa total de calor transferido, em watts.
O coeficiente de transferência de calor convectivo, em watts por metro quadrado-kelvin.
A área da superfície em contato com o fluido, em metros quadrados.
A diferença entre a temperatura da superfície e a temperatura do fluido, em Kelvin ou graus Celsius.
Exemplo padrão: resolver a área de superfície em Q = 500 W, h = 10 W/(m²·K), ΔT = 25 K dá A = 2 m².
Resultado
—
Insira a taxa de transferência de calor, a área de superfície e a diferença de temperatura para calcular o coeficiente.
4 min de leitura3 etapas6 termos3 exemplos6 perguntasQ = h * A * deltaT
O coeficiente de transferência de calor convectivo h quantifica a eficácia com que um fluido move o calor através de uma superfície.
📋
Etapas
Como usar esta calculadora
3 etapas▸
1
Insira a taxa de calor, área e diferença de temperatura
Na guia Coeficiente, insira a taxa de transferência de calor (Q, em watts), a área de superfície (A, em metros quadrados) e a diferença de temperatura (ΔT, em Kelvin ou graus Celsius) entre a superfície e o fluido. Os resultados são atualizados instantaneamente conforme você digita.
2
Leia o coeficiente de transferência de calor
O cartão de resultados mostra o coeficiente de transferência de calor convectivo h em W/(m²·K) como o número principal, juntamente com a interpretação comparando-o com as faixas típicas de ar parado e água corrente.
3
Ou troque de guia para resolver uma quantidade diferente
Use a guia Taxa de calor se você já conhece h, A e ΔT e deseja Q. Use a guia Resolver para escolher qualquer uma das quatro variáveis – coeficiente, taxa de calor, área ou diferença de temperatura – e resolvê-la a partir das outras três.
⚡
Referência
Fórmula e metodologia
2 fórmulas▸
Transferência de calor convectiva
Q = h * A * deltaT
A taxa de transferência de calor Q é igual ao coeficiente de transferência de calor convectivo h vezes a área superficial A vezes a diferença de temperatura ΔT entre a superfície e o fluido circundante.
Resolvendo o coeficiente
h = Q / (A * deltaT)
A reorganização da lei de resfriamento de Newton fornece o coeficiente de transferência de calor diretamente de uma taxa de calor medida, área e diferença de temperatura - o modo padrão da calculadora.
📖
Glossário
Principais termos explicados
6 termos▸
Coeficiente de transferência de calorUma medida, h, da eficácia com que um fluido transfere calor de ou para uma superfície por convecção, em watts por metro quadrado-kelvin (W/m²·K). Valores mais altos significam transferência de calor mais eficaz para a mesma área e diferença de temperatura.
ConvecçãoTransferência de calor entre uma superfície sólida e um fluido adjacente em movimento (líquido ou gás). Esta calculadora modela o componente convectivo da transferência de calor, não a condução ou radiação.
Taxa de transferência de calorA taxa total na qual a energia térmica é transferida, Q, medida em watts. É igual ao coeficiente vezes a área vezes a diferença de temperatura.
Diferença de temperaturaA diferença ΔT entre a temperatura da superfície e a temperatura do fluido a granel que impulsiona o fluxo de calor convectivo. Por ser uma diferença, tem o mesmo valor numérico em Kelvin e em graus Celsius.
Lei do resfriamento de NewtonO princípio de que a taxa de perda de calor de um corpo é proporcional à diferença de temperatura entre o corpo e o seu entorno — a base física para Q = hAΔT.
W/m²KWatts por metro quadrado – Kelvin, a unidade SI para o coeficiente de transferência de calor. Expressa quantos watts de calor atravessam um metro quadrado de superfície para cada kelvin de diferença de temperatura.
👥
Situações comuns
Exemplos práticos
3 exemplos▸
🌬️
Engenheiro de climatização
Convecção de ar forçado sobre um painel de duto
Taxa de transferência de calor 500 WÁrea de superfície 2 m²Diferença de temperatura 25 mil
Com 500 W transferidos através de um painel de 2 m² a uma diferença de temperatura de 25 K, o coeficiente resulta em h = 10 W/(m²·K) — típico de convecção moderada de ar forçado.
🔥
Engenheiro de processos
Resolvendo a taxa de calor dado um coeficiente conhecido
Coeficiente de transferência de calor 150 W/(m²·K)Área de superfície 1,5 m²Diferença de temperatura 40 mil
Um coeficiente resfriado a água de 150 W/(m²·K) sobre 1,5 m² com uma diferença de 40 K dá Q = 9.000 W – mostrando quanto mais calor a convecção líquida transporta do que o ar na mesma área e ΔT.
📊
Aluno comparando regimes de convecção
Valores típicos de h por fluido
Ainda ar 5-25 W/(m²·K)Água corrente 500-10.000 W/(m²·K)
O ar ainda transmite calor a apenas 5-25 W/(m²·K), enquanto a água corrente atinge 500-10.000 W/(m²·K) – duas a três ordens de magnitude mais altas, razão pela qual o resfriamento líquido é muito mais eficaz do que o resfriamento a ar para a mesma área de superfície.
🔗
Referência
Citar esta calculadora
APA e MLA▸
Use um destes formatos para citar esta calculadora em um trabalho ou relatório.
APA
MLA
📄
Análise detalhada
Compreendendo o coeficiente de transferência de calor convectivo
O coeficiente de transferência de calor convectivo h quantifica a eficácia com que um fluido move o calor através de uma superfície. Esta calculadora calcula h a partir de uma taxa medida de transferência de calor, área de superfície e diferença de temperatura, ou resolve qualquer uma das quatro quantidades em Q = hAΔT dadas as outras três.
Como funciona a calculadora
▸
A lei de resfriamento de Newton afirma que a taxa de transferência de calor convectiva Q é proporcional à área de superfície A e à diferença de temperatura ΔT entre a superfície e o fluido, com a constante de proporcionalidade sendo o coeficiente de transferência de calor h: Q = hAΔT. Reorganizado, h = Q/(AΔT) permite recuar o coeficiente de uma taxa de calor medida ou especificada. A mesma equação, reorganizada de forma diferente, resolve a taxa de calor, a área ou a diferença de temperatura quando os outros três valores são conhecidos.
Entradas e o que elas significam
▸
A taxa de transferência de calor (Q) é a potência térmica total que se move através da superfície, em watts. A área superficial (A) é a área em contato com o fluido, em metros quadrados, e deve ser maior que zero. A diferença de temperatura (ΔT) é a diferença entre a temperatura da superfície e a do fluido, em Kelvin ou graus Celsius - por se tratar de uma diferença, as duas escalas dão o mesmo número, mas não deve ser zero ou o coeficiente é indefinido. O coeficiente h resultante é expresso em watts por metro quadrado-kelvin.
Limites e casos extremos
▸
Esta calculadora assume um coeficiente único e uniforme sobre toda a superfície e uma diferença de temperatura fixa - fluxos convectivos reais geralmente têm um coeficiente que varia com a velocidade do fluido, a geometria da superfície e se o fluxo é laminar ou turbulento, e correlações detalhadas (como as relações numéricas de Nusselt) são necessárias para prever h a partir dos primeiros princípios, em vez de calculá-lo retroativamente. Ele também não separa a convecção forçada (fluxo acionado por ventilador ou bomba) da convecção natural (fluxo acionado por flutuabilidade), que normalmente produz coeficientes muito diferentes para o mesmo fluido, nem leva em consideração a transferência de calor radiativa ou condutiva que ocorre ao lado da convecção.
❓
Perguntas
Perguntas frequentes
6 perguntas▸
Qual é a fórmula do coeficiente de transferência de calor?+
O coeficiente de transferência de calor convectivo é h = Q/(AΔT), onde Q é a taxa de transferência de calor em watts, A é a área superficial em metros quadrados e ΔT é a diferença de temperatura entre a superfície e o fluido.
Quais unidades esta calculadora usa?+
Insira a taxa de transferência de calor em watts (W), a área de superfície em metros quadrados (m²) e a diferença de temperatura em Kelvin ou graus Celsius (K ou °C – a diferença é a mesma em ambos). O resultado é em watts por metro quadrado-kelvin, W/(m²·K).
Por que o coeficiente é muito maior para a água do que para o ar?+
Líquidos como a água conduzem e transportam calor com muito mais eficiência do que os gases. O ar parado normalmente fornece um coeficiente em torno de 5-25 W/(m²·K), enquanto a água corrente pode atingir 500-10.000 W/(m²·K), razão pela qual os sistemas de refrigeração líquida são muito mais eficazes na mesma área de superfície.
Esta calculadora pode resolver a taxa de transferência de calor em vez do coeficiente?+
Sim. Use a guia Taxa de calor para calcular Q diretamente a partir de um coeficiente, área e diferença de temperatura conhecidos, ou use a guia Resolver para escolher a taxa de calor (ou área, ou diferença de temperatura) como desconhecida.
O que significa 'convectivo' neste contexto?+
A transferência de calor por convecção é o calor transportado entre uma superfície sólida e um fluido em movimento – ar soprando sobre um tubo quente ou água fluindo através de um trocador de calor. Esta calculadora calcula especificamente o coeficiente para esse processo convectivo, não a condução através de uma transferência de calor sólida ou radiativa.
A convecção forçada fornece um coeficiente diferente da convecção natural?+
Sim. A convecção forçada (acionada por um ventilador ou bomba) geralmente produz um coeficiente de transferência de calor muito maior do que a convecção natural (acionada apenas pela flutuabilidade das diferenças de temperatura) para o mesmo fluido e superfície, porque o fluxo forçado move mais fluido além da superfície por segundo.
📄
Salvar e compartilhar
Receba um PDF personalizado com seus resultados
Baixe na hora um PDF de uma página com seus resultados. Informe seu e-mail para receber também dicas ocasionais sobre nossas calculadoras — sem spam e com opção de cancelamento a qualquer momento. Privacidade.