Resistência Térmica de Convecção Natural

Fórmula

Descrição

A resistência térmica superfície-ambiente para a convecção natural (livre) depende do coeficiente de transferência de calor h e da área de superfície efetiva. Para convecção natural em ar parado, h é tipicamente de 5-25 W/(m²·K), dependendo da orientação da superfície, da geometria e da diferença de temperatura. As superfícies verticais com grandes diferenças de temperatura têm h mais elevado. Esta fórmula é fundamental para estimar o desempenho de arrefecimento de dissipadores, PCBs e caixas sem fluxo de ar forçado. Em muitos sistemas embebidos, a convecção natural é o único mecanismo de arrefecimento disponível.

Variáveis

• R_sa — Resistência térmica superfície-ambiente (°C/W)
• h — Coeficiente de transferência de calor por convecção (W/(m²·K), tipicamente 5-25 para convecção natural)
• A — Área de superfície de arrefecimento efetiva (m²)

Notas Práticas

Valores típicos de h em W/(m²·K): convecção natural em placa vertical 5-10, placa horizontal (lado quente para cima) 6-12, placa horizontal (lado quente para baixo) 3-6, convecção forçada 25-250 consoante a velocidade do ar. A radiação também contribui significativamente a temperaturas moderadas (acrescenta 5-10 W/(m²·K) efetivos). Para estimativas grosseiras em convecção natural, h ≈ 10 W/(m²·K) é um ponto de partida comum.