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Coeficiente Global de Transferência de Calor (1/U=ΣR)
Calcula o coeficiente global de transferência de calor pelo modelo de resistências térmicas em série para parede plana: resistência total R_total=ΣR_i (K/W), condutância térmica G=1/R_total (W/K) e coeficiente por área U=1/(R_total·A) (W/(m²·K)); se ΔT for fornecido, também o fluxo Q=ΔT/R_total (W). R_i é a resistência de cada camada (já referida à área, p. ex. convecção R_conv=1/(h·A), condução R_cond=d/(k·A), incrustação R_foul=R_f''/A). Insira uma resistência por linha, no mínimo uma, todas positivas. ΔT pode ser negativo (fluxo no sentido oposto); diferença em °C = diferença em K, diferença em °F ×5/9.
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Fatos principais
Categoria
Math & Numbers
Tipos de entrada
textarea, number, select
Tipo de saída
json
Cobertura de exemplos
4
API pronta
Sim
Visão geral
Calcule o coeficiente global de transferência de calor U a partir de resistências térmicas em série. A ferramenta soma as resistências, determina a condutância térmica G e calcula U com base na área informada; se você fornecer ΔT, também calcula o fluxo de calor Q.
Quando usar
Estimar o valor U de uma parede plana composta por várias camadas.
Avaliar resistências de convecção, condução ou incrustação já convertidas para K/W.
Calcular o fluxo de calor quando a diferença de temperatura ΔT for conhecida.
Como funciona
1Insira uma resistência térmica positiva por linha, em K/W.
2Informe a área de transferência de calor A em m²; o padrão é 1 m².
3Opcionalmente, informe ΔT e selecione K, °C ou °F como unidade da diferença de temperatura.
4A ferramenta calcula R_total = ΣR_i, G = 1/R_total, U = 1/(R_total·A) e, quando aplicável, Q = ΔT/R_total.
Casos de uso
Dimensionamento preliminar de paredes e estruturas multicamadas.
Análise térmica de isolamento e resistência de incrustação.
Estimativa de desempenho térmico em modelos simplificados de trocadores de calor.
Exemplos
1. Parede plana com três resistências em série
Engenheira térmica
Contexto
Uma parede plana possui duas resistências de convecção e uma resistência de condução, todas já referidas à área de 1 m².
Problema
Determinar a resistência total, a condutância térmica e o coeficiente global U.
Como usar
Insira as resistências 0,02, 0,5 e 0,01 K/W, uma por linha, e informe A = 1 m².
Resistências: 0,02; 0,5; 0,01 K/W. Área: 1 m². ΔT: não informado.
Resultado
R_total = 0,53 K/W, G = 1,8868 W/K e U = 1,8868 W/(m²·K).
2. Cálculo do fluxo de calor com ΔT conhecido
Analista de transferência de calor
Contexto
Um conjunto de três resistências térmicas em série separa duas regiões com diferença de temperatura de 50 K e área de transferência de 2 m².
Problema
Calcular o coeficiente global U e o fluxo de calor Q através do conjunto.
Como usar
Insira 0,01, 0,1 e 0,01 K/W, defina A = 2 m², informe ΔT = 50 K e selecione Kelvin.
Perguntas frequentes
Que unidade devo usar para as resistências?
Informe cada resistência em K/W, já contendo o fator de área.
Quantas resistências posso inserir?
É necessário inserir pelo menos uma resistência positiva, com uma por linha.
Qual é a diferença entre G e U?
G é a condutância térmica em W/K; U é o coeficiente baseado na área em W/(m²·K).
Posso deixar ΔT em branco?
Sim. Nesse caso, a ferramenta calcula R_total, G e U, mas não calcula Q.
Como são tratadas as diferenças em °C e °F?
Uma diferença em °C equivale à mesma diferença em K; uma diferença em °F é convertida para K multiplicando por 5/9.