Potencia térmica Q̇
Calor transferido a través de la pared por unidad de tiempo en régimen estacionario.
Ingeniería térmica · Transferencia de calor · conducción
Coeficiente global de transferencia de calor en una pared
Calcule la transferencia fluido caliente → pared → fluido frío combinando ambas resistencias convectivas con la conducción en una pared plana.
Creado el v1.0
Por Thibaut Grzelak, Ingeniero de cálculo mecánico
02
UResultados
Flujo térmico q″
W/m²
Potencia térmica transferida por unidad de superficie.
Coeficiente global U
W/(m²·K)
Conductancia superficial global incluyendo ambas películas convectivas y la pared.
Resistencia superficial total R″tot
m²·K/W
Suma 1/hₕ + e/k + 1/h𝒸.
Resistencia térmica total Rtot
K/W
Resistencia térmica global para el área introducida.
R″h = — · R″wall = — · R″c = —Transferencia estacionaria unidimensional a través de una pared plana. Los coeficientes de convección hₕ y h𝒸 se prescriben y son uniformes en toda el área.
01Fórmulas y símbolos
Fórmulas utilizadas
R″h
1 / hₕResistencia convectiva lado calienteR″wall
e / kResistencia conductiva de la paredR″c
1 / h𝒸Resistencia convectiva lado fríoU
1 / (1/hₕ + e/k + 1/h𝒸)Coeficiente global de transferencia de calorQ̇
U · A · ΔT∞Potencia térmica total| R″h | R″wall | R″c | ΔTₕ | ΔTwall | ΔT𝒸 |
|---|
02Hipótesis y límites
Ámbito de validez
- Transferencia estacionaria unidimensional a través de una pared plana.
- Los coeficientes de convección hₕ y h𝒸 se prescriben y son uniformes en toda el área.
- La pared es homogénea, con conductividad k constante y sin generación interna de calor.
- T∞,h y T∞,c son temperaturas del fluido a granel, no temperaturas superficiales de la pared.
- No se incluyen radiación, resistencia de contacto, puentes térmicos, ensuciamiento ni conducción lateral.
- El U calculado corresponde solo al modelo introducido y no es un valor normativo de edificio o intercambiador.
03Ejemplo de validación
Caso numérico de referencia
- Caso de referencia: hₕ = 10, h𝒸 = 25 W/(m²·K), k = 0,5 W/(m·K), e = 0,10 m, A = 10 m² y ΔT∞ = 20 K.
- R″h = 0,10; R″wall = 0,20; R″c = 0,04 m²·K/W; R″tot = 0,34 m²·K/W.
- U = 2,941176 W/(m²·K) y q″ = 58,823529 W/m².
- Q̇ = 588,235294 W y Rtot = 0,034 K/W.
04Referencias
Referencias técnicas
- Incropera et al. — Fundamentals of Heat and Mass Transfer: convection and plane-wall thermal-resistance circuits.
- NIST Special Publication 811 — SI units and temperature intervals.