Transferencia de Calor por Convección Forzada
Q = h × A × ΔT
Respuesta rápida
Esta calculadora resuelve Q = h × A × ΔT para Tasa de Transferencia de Calor. Con Coeficiente de Convección 0.5 W/(m²·°C), Área Superficial 100 cm², Diferencia de Temperatura 50 °C, el resultado es 0.25 W. Resuelve en 4 direcciones, así que introduces los valores que tienes y obtienes el que necesitas.
Calculadora
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.
Símbolos y unidades
| Símbolo | Significado | Unidad por defecto | Unidades aceptadas |
|---|---|---|---|
| Q | Tasa de Transferencia de Calor | W | µW, mW, W, kW |
| h | Coeficiente de Convección | — | W/(m²·°C) |
| A | Área Superficial | m² | mm², cm², m² |
| dT | Diferencia de Temperatura | °C | °C |
Paso a paso
- 1. Datos conocidos: Coeficiente de Convección 0.5 W/(m²·°C), Área Superficial 100 cm², Diferencia de Temperatura 50 °C
- 2. La relación: Q = h × A × ΔT
- 3. Sustituir: h = 0.5 W/(m²·°C), A = 100 cm², dT = 50 °C
- 4. Resultado: Tasa de Transferencia de Calor = 0.25 W
Ejemplos resueltos
Rango mínimo
Datos: Coeficiente de Convección 0.025 W/(m²·°C), Área Superficial 10 mm², Diferencia de Temperatura 2.5 °C
Resultado: Tasa de Transferencia de Calor = 0.625 µW
Rango bajo
Datos: Coeficiente de Convección 0.25 W/(m²·°C), Área Superficial 1 cm², Diferencia de Temperatura 25 °C
Resultado: Tasa de Transferencia de Calor = 0.625 mW
Típico
Datos: Coeficiente de Convección 0.5 W/(m²·°C), Área Superficial 100 cm², Diferencia de Temperatura 50 °C
Resultado: Tasa de Transferencia de Calor = 0.25 W
Rango alto
Datos: Coeficiente de Convección 0.8 W/(m²·°C), Área Superficial 1 m², Diferencia de Temperatura 85 °C
Resultado: Tasa de Transferencia de Calor = 68 W
Rango máximo
Datos: Coeficiente de Convección 8 W/(m²·°C), Área Superficial 10 m², Diferencia de Temperatura 850 °C
Resultado: Tasa de Transferencia de Calor = 68 kW
Resolver para cada variable
Resolver Tasa de Transferencia de Calor
Coeficiente de Convección 0.025 W/(m²·°C), Área Superficial 10 mm², Diferencia de Temperatura 2.5 °C → 0.625 µW
Resolver Coeficiente de Convección
Tasa de Transferencia de Calor 10 mW, Área Superficial 10 mm², Diferencia de Temperatura 2.5 °C → 400 W/(m²·°C)
Resolver Área Superficial
Tasa de Transferencia de Calor 10 mW, Coeficiente de Convección 0.025 W/(m²·°C), Diferencia de Temperatura 2.5 °C → 0.16 m²
Resolver Diferencia de Temperatura
Tasa de Transferencia de Calor 10 mW, Coeficiente de Convección 0.025 W/(m²·°C), Área Superficial 10 mm² → 40000 °C
Cómo varía Tasa de Transferencia de Calor con Coeficiente de Convección
| Coeficiente de Convección (entrada) | Tasa de Transferencia de Calor (resultado) |
|---|---|
| 0.05 W/(m²·°C) | 25 mW |
| 0.125 W/(m²·°C) | 62.5 mW |
| 0.25 W/(m²·°C) | 125 mW |
| 0.375 W/(m²·°C) | 0.1875 W |
| 0.5 W/(m²·°C) | 0.25 W |
| 0.75 W/(m²·°C) | 0.375 W |
| 1 W/(m²·°C) | 0.5 W |
| 2 W/(m²·°C) | 1 W |
| 3.5 W/(m²·°C) | 1.75 W |
| 5 W/(m²·°C) | 2.5 W |
El mismo resultado en otras unidades
| Unidad | Valor |
|---|---|
| µW | 250000 |
| mW | 250 |
| W | 0.25 |
| kW | 0.00025 |
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¿Cómo se calcula Transferencia de Calor por Convección Forzada?
Usa Q = h × A × ΔT. Con Coeficiente de Convección 0.5 W/(m²·°C), Área Superficial 100 cm², Diferencia de Temperatura 50 °C, Tasa de Transferencia de Calor resulta 0.25 W.
¿Cómo se calcula forced convection heat transfer coefficient?
Despeja Tasa de Transferencia de Calor: con Coeficiente de Convección 0.25 W/(m²·°C), Área Superficial 1 cm², Diferencia de Temperatura 25 °C, Tasa de Transferencia de Calor es 0.625 mW.
¿Cuál es la fórmula de Transferencia de Calor por Convección Forzada?
La fórmula es Q = h × A × ΔT. La ley de enfriamiento de Newton describe la transferencia de calor por convección desde una superficie a un fluido en movimiento (aire).
¿Cómo se obtiene Coeficiente de Convección conociendo los demás valores?
Despeja Coeficiente de Convección: con Tasa de Transferencia de Calor 10 mW, Área Superficial 10 mm², Diferencia de Temperatura 2.5 °C, Coeficiente de Convección es 400 W/(m²·°C).
¿Cómo se obtiene Área Superficial conociendo los demás valores?
Despeja Área Superficial: con Tasa de Transferencia de Calor 10 mW, Coeficiente de Convección 0.025 W/(m²·°C), Diferencia de Temperatura 2.5 °C, Área Superficial es 0.16 m².
¿Qué unidades usa Transferencia de Calor por Convección Forzada?
Tasa de Transferencia de Calor se muestra en µW, mW, W, kW. Los valores se guardan internamente en unidades base del SI, así que puedes mezclar prefijos sin convertir a mano.
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