Transferencia de Calor por Convección Forzada

Fórmula

Descripción

La ley de enfriamiento de Newton describe la transferencia de calor por convección desde una superficie a un fluido en movimiento (aire). El coeficiente de convección h depende de la velocidad del fluido, las propiedades del fluido y la geometría de la superficie. La convección forzada (mediante ventiladores) aumenta drásticamente h en comparación con la convección natural, permitiendo una disipación de potencia mucho mayor desde el mismo disipador. Esta fórmula es fundamental para el diseño de disipadores, el análisis térmico de gabinetes y el dimensionamiento de sistemas de refrigeración para electrónica.

Variables

• Q — Tasa de transferencia de calor (W)
• h — Coeficiente de transferencia de calor por convección (W/(m²·°C))
• A — Área superficial expuesta al flujo de aire (m²)
• ΔT — Diferencia de temperatura entre la superficie y el aire ambiente (°C)

Notas prácticas

Valores típicos de h: convección natural en aire 5-25 W/(m²·°C), convección forzada en aire 25-250 W/(m²·°C), refrigeración líquida 100-20000 W/(m²·°C). Duplicar la velocidad del flujo de aire aumenta h aproximadamente un 40-50%. El espaciado de las aletas debe tener en cuenta el espesor de la capa límite para evitar rendimientos decrecientes por aletas demasiado juntas.