Transferência de Calor por Convecção Forçada

Fórmula

Descrição

A lei de arrefecimento de Newton descreve a transferência de calor por convecção de uma superfície para um fluido em movimento (ar). O coeficiente de convecção h depende da velocidade do fluido, das propriedades do fluido e da geometria da superfície. A convecção forçada (usando ventoinhas) aumenta drasticamente h em comparação com a convecção natural, permitindo uma dissipação de potência muito maior a partir do mesmo dissipador. Esta fórmula é fundamental para o projeto de dissipadores, para a análise térmica de invólucros e para o dimensionamento de sistemas de arrefecimento de eletrónica.

Variáveis

• Q — Taxa de transferência de calor (W)
• h — Coeficiente de transferência de calor por convecção (W/(m²·°C))
• A — Área de superfície exposta ao fluxo de ar (m²)
• ΔT — Diferença de temperatura entre a superfície e o ar ambiente (°C)

Notas Práticas

Valores típicos de h: convecção natural no ar 5-25 W/(m²·°C), convecção forçada no ar 25-250 W/(m²·°C), arrefecimento líquido 100-20000 W/(m²·°C). Duplicar a velocidade do fluxo de ar aumenta h em aproximadamente 40-50%. O espaçamento entre aletas tem de considerar a espessura da camada limite para evitar retornos decrescentes com aletas demasiado próximas.