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.