Transferência de Calor por Convecção Forçada

Q = h × A × ΔT

Resposta rápida

Esta calculadora resolve Q = h × A × ΔT para Taxa de Transferência de Calor. Com Coeficiente de Convecção 0.5 W/(m²·°C), Área de Superfície 100 cm², Diferença de Temperatura 50 °C, o resultado é 0.25 W. Resolve em 4 direções: introduza os valores que tem e obtenha o que falta.

Calculadora

Taxa de Transferência de Calor (W)
—

Fórmula

Q = h × A × ΔT

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.

Símbolos e unidades

Símbolo Significado Unidade predefinida Unidades aceitas
Q Taxa de Transferência de Calor W µW, mW, W, kW
h Coeficiente de Convecção — W/(m²·°C)
A Área de Superfície m² mm², cm², m²
dT Diferença de Temperatura °C °C

Passo a passo

  1. 1. Dados conhecidos: Coeficiente de Convecção 0.5 W/(m²·°C), Área de Superfície 100 cm², Diferença de Temperatura 50 °C
  2. 2. A relação: Q = h × A × ΔT
  3. 3. Substituir: h = 0.5 W/(m²·°C), A = 100 cm², dT = 50 °C
  4. 4. Resultado: Taxa de Transferência de Calor = 0.25 W

Exemplos resolvidos

Faixa mínima

Dados: Coeficiente de Convecção 0.025 W/(m²·°C), Área de Superfície 10 mm², Diferença de Temperatura 2.5 °C

Resultado: Taxa de Transferência de Calor = 0.625 µW

Faixa baixa

Dados: Coeficiente de Convecção 0.25 W/(m²·°C), Área de Superfície 1 cm², Diferença de Temperatura 25 °C

Resultado: Taxa de Transferência de Calor = 0.625 mW

Típico

Dados: Coeficiente de Convecção 0.5 W/(m²·°C), Área de Superfície 100 cm², Diferença de Temperatura 50 °C

Resultado: Taxa de Transferência de Calor = 0.25 W

Faixa alta

Dados: Coeficiente de Convecção 0.8 W/(m²·°C), Área de Superfície 1 m², Diferença de Temperatura 85 °C

Resultado: Taxa de Transferência de Calor = 68 W

Faixa máxima

Dados: Coeficiente de Convecção 8 W/(m²·°C), Área de Superfície 10 m², Diferença de Temperatura 850 °C

Resultado: Taxa de Transferência de Calor = 68 kW

Resolver para cada variável

Resolver Taxa de Transferência de Calor

Coeficiente de Convecção 0.025 W/(m²·°C), Área de Superfície 10 mm², Diferença de Temperatura 2.5 °C → 0.625 µW

Resolver Coeficiente de Convecção

Taxa de Transferência de Calor 10 mW, Área de Superfície 10 mm², Diferença de Temperatura 2.5 °C → 400 W/(m²·°C)

Resolver Área de Superfície

Taxa de Transferência de Calor 10 mW, Coeficiente de Convecção 0.025 W/(m²·°C), Diferença de Temperatura 2.5 °C → 0.16 m²

Resolver Diferença de Temperatura

Taxa de Transferência de Calor 10 mW, Coeficiente de Convecção 0.025 W/(m²·°C), Área de Superfície 10 mm² → 40000 °C

Como Taxa de Transferência de Calor varia com Coeficiente de Convecção

Coeficiente de Convecção (entrada) Taxa de Transferência 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

O mesmo resultado noutras unidades

Unidade Valor
µW 250000
mW 250
W 0.25
kW 0.00025

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Perguntas frequentes

Como se calcula Transferência de Calor por Convecção Forçada?

Use Q = h × A × ΔT. Com Coeficiente de Convecção 0.5 W/(m²·°C), Área de Superfície 100 cm², Diferença de Temperatura 50 °C, Taxa de Transferência de Calor dá 0.25 W.

Como se calcula forced convection heat transfer coefficient?

Isole Taxa de Transferência de Calor: com Coeficiente de Convecção 0.25 W/(m²·°C), Área de Superfície 1 cm², Diferença de Temperatura 25 °C, Taxa de Transferência de Calor é 0.625 mW.

Qual é a fórmula de Transferência de Calor por Convecção Forçada?

A fórmula é Q = h × A × ΔT. A lei de arrefecimento de Newton descreve a transferência de calor por convecção de uma superfície para um fluido em movimento (ar).

Como obter Coeficiente de Convecção conhecendo os outros valores?

Isole Coeficiente de Convecção: com Taxa de Transferência de Calor 10 mW, Área de Superfície 10 mm², Diferença de Temperatura 2.5 °C, Coeficiente de Convecção é 400 W/(m²·°C).

Como obter Área de Superfície conhecendo os outros valores?

Isole Área de Superfície: com Taxa de Transferência de Calor 10 mW, Coeficiente de Convecção 0.025 W/(m²·°C), Diferença de Temperatura 2.5 °C, Área de Superfície é 0.16 m².

Que unidades usa Transferência de Calor por Convecção Forçada?

Taxa de Transferência de Calor é apresentado em µW, mW, W, kW. Os valores são guardados internamente em unidades base do SI, pelo que pode misturar prefixos sem converter à mão.

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