Calculadora de transferencia de calor
Elige cómo se transmite el calor, escribe la propiedad del material o de la superficie, el área y las dos temperaturas. La calculadora da el flujo de calor en vatios, la densidad de flujo por metro cuadrado, la energía en un día en kWh y la resistencia térmica.
Funciona en tu navegador: nada de lo que escribes se envía a ningún sitio.
Cómo usarla
- Elige conducción, convección o radiación.
- Escribe la propiedad: k y el espesor para una pared, h para una superficie en un fluido o la emisividad para la radiación.
- Escribe el área y las temperaturas de los lados caliente y frío, en °C, °F o K.
Fórmulas
- Conducción (Fourier): Q = k × A × ΔT ÷ d. Resistencia térmica R = d ÷ (k × A).
- Convección (Newton): Q = h × A × ΔT. R = 1 ÷ (h × A).
- Radiación (Stefan-Boltzmann): Q = ε × σ × A × (T_cal⁴ − T_frío⁴), σ = 5,670374 × 10⁻⁸ W/(m²·K⁴).
- Densidad de flujo q = Q ÷ A; energía al día = Q × 24 h.
Ejemplo
Un tramo de pared de 10 m² aislado con 10 cm de un material con k = 0,04 W/(m·K), 20 °C dentro y 0 °C fuera: Q = 0,04 × 10 × 20 ÷ 0,1 = 80 W, una densidad de flujo de 8 W/m², 1,92 kWh al día y R = 0,25 K/W.
Una superficie de 1 m² a 100 °C con ε = 0,9 radia hacia un entorno a 20 °C: Q = 0,9 × 5,670374 × 10⁻⁸ × (373,15⁴ − 293,15⁴) = 612,55 W.
Consejos
- Capas en serie: suma las resistencias térmicas de cada capa y luego Q = ΔT ÷ R_total.
- Solo régimen estacionario. Estas fórmulas suponen que las temperaturas no cambian con el tiempo.
- Consulta la k en la ficha técnica del material; depende de la densidad, la humedad y la temperatura.
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son los tres mecanismos de transferencia de calor?
La conducción pasa el calor a través de un sólido o de un fluido en reposo, la convección lo arrastra con un fluido en movimiento, como aire o agua, y la radiación lo envía como luz infrarroja, incluso a través del vacío. En la práctica suelen combinarse.
¿Qué es la ley de Fourier?
El flujo de calor a través de una capa plana es Q = k × A × ΔT ÷ d, donde k es la conductividad térmica en W/(m·K), A el área, ΔT la diferencia de temperatura y d el espesor. Si duplicas el espesor, la pérdida se reduce a la mitad.
¿Qué es el coeficiente de convección h?
Indica lo bien que un fluido se lleva el calor de una superficie, en W/(m²·K). Depende del fluido, de su velocidad y de la geometría, por eso se toma de tablas o correlaciones. El aire en calma da valores bajos; el agua en movimiento, mucho más altos.
¿Por qué la radiación necesita kelvin?
La potencia radiada va con la cuarta potencia de la temperatura absoluta, Q = ε × σ × A × (T₁⁴ − T₂⁴), así que las temperaturas deben ser absolutas. La calculadora convierte °C y °F por ti.