Potência térmica Q̇
Calor transferido através da parede por unidade de tempo em regime permanente.
Engenharia térmica · Transferência de calor · condução
Coeficiente global de transferência de calor em parede
Calcule a transferência fluido quente → parede → fluido frio combinando as duas resistências convectivas com a condução por uma parede plana.
Criado em v1.0
Por Thibaut Grzelak, Engenheiro de cálculo mecânico
02
UResultados
Fluxo térmico q″
W/m²
Potência térmica transferida por unidade de área.
Coeficiente global U
W/(m²·K)
Condutância por área global incluindo os dois filmes convectivos e a parede.
Resistência por área total R″tot
m²·K/W
Soma 1/hₕ + e/k + 1/h𝒸.
Resistência térmica total Rtot
K/W
Resistência térmica global para a área informada.
R″h = — · R″wall = — · R″c = —Transferência estacionária unidimensional através de uma parede plana. Os coeficientes de convecção hₕ e h𝒸 são impostos e uniformes em toda a área.
01Fórmulas e símbolos
Fórmulas utilizadas
R″h
1 / hₕResistência convectiva lado quenteR″wall
e / kResistência condutiva da paredeR″c
1 / h𝒸Resistência convectiva lado frioU
1 / (1/hₕ + e/k + 1/h𝒸)Coeficiente global de transferência de calorQ̇
U · A · ΔT∞Potência térmica total| R″h | R″wall | R″c | ΔTₕ | ΔTwall | ΔT𝒸 |
|---|
02Hipóteses e limites
Faixa de validade
- Transferência estacionária unidimensional através de uma parede plana.
- Os coeficientes de convecção hₕ e h𝒸 são impostos e uniformes em toda a área.
- A parede é homogênea, com condutividade k constante e sem geração interna de calor.
- T∞,h e T∞,c são temperaturas de volume dos fluidos, não temperaturas de superfície da parede.
- Radiação, resistência de contato, pontes térmicas, incrustação e condução lateral não são incluídas.
- O valor U calculado vale apenas para o modelo informado e não é um valor normativo de edifício ou trocador.
03Exemplo de validação
Caso numérico de referência
- Caso de referência: hₕ = 10, h𝒸 = 25 W/(m²·K), k = 0,5 W/(m·K), e = 0,10 m, A = 10 m² e 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) e q″ = 58,823529 W/m².
- Q̇ = 588,235294 W e Rtot = 0,034 K/W.
04Referências
Referências 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.