La Calculadora de Coeficiente de Película ayuda a ingenieros, diseñadores de sistemas de climatización (HVAC) y especialistas en transferencia de calor a determinar el coeficiente de transferencia de calor convectivo para fluidos que fluyen sobre superficies. Este valor, conocido como coeficiente de película, es crucial para diseñar intercambiadores de calor, aislar paredes y predecir pérdidas de energía en tuberías y equipos. Conocer este coeficiente permite calcular la eficacia con la que el calor se transfiere de una superficie sólida a un fluido (o viceversa). Esta calculadora pertenece a... Calculadora de transferencia de calor e ingeniería térmica categoría y se utiliza ampliamente en ingeniería mecánica, química y de procesos.
Fórmula de la calculadora del coeficiente de película
Coeficiente de película (h) = q / (A × ΔT)
Lugar:
h es el coeficiente de película o coeficiente de transferencia de calor convectivo (W/m²·K)
q es el tasa de transferencia de calor (vatios, W)
A es la superficie a través de la cual se transfiere el calor (metros cuadrados, m²)
ΔT es la diferencia de temperatura entre la superficie sólida y el fluido (°C o K)
Si conoce el flujo de calor directamente en lugar del flujo de calor total:
h = Flujo de calor / ΔT
Lugar:
El flujo de calor es la tasa de transferencia de calor por unidad de área (W/m²)
Para el flujo de fluido sobre una placa plana (utilizando correlaciones empíricas):
h = Nu × k / L
Lugar:
Nu es el número de Nusselt (adimensional)
k es la conductividad térmica del fluido (W/m·K)
L es la longitud característica (m)
Estas fórmulas proporcionan formas prácticas de calcular el coeficiente de película para diferentes condiciones de transferencia de calor.
Tabla de referencia de coeficientes de película común
Esta tabla muestra los valores típicos de coeficiente de película para diversos fluidos y condiciones. Úselos como guía rápida o para contrastar sus cálculos.
| Fluido/Condición | Coeficiente de película aproximado (W/m²·K) |
|---|---|
| Aire, convección libre | 5-25 |
| Aire, convección forzada | 25-250 |
| Agua, convección libre | 50-1,000 |
| Agua, convección forzada | 500-10,000 |
| Condensación de vapor | 5,000-25,000 |
| Agua hirviendo | 2,500-100,000 |
Estos rangos ayudan a los ingenieros a realizar suposiciones razonables durante las primeras etapas del diseño.
Ejemplo de calculadora de coeficiente de película
Veamos un ejemplo práctico paso a paso.
Supongamos que el agua caliente fluye dentro de una tubería y transfiere calor a la pared de la tubería.
Dado:
Tasa de transferencia de calor (q) = 1,500 W
Superficie (A) = 0.5 m²
Diferencia de temperatura (ΔT) entre la pared de la tubería y el agua = 15 °C
- Usa la fórmula:
h = q / (A × ΔT) - Introduzca los números:
h = 1,500 / (0.5 × 15)
h = 1,500 / 7.5
h = 200 W/m²·K
Por lo tanto, el coeficiente de la película es de 200 W/m²·K, que está dentro del rango esperado para la convección forzada en agua.
Preguntas frecuentes más comunes
El coeficiente de película muestra la facilidad con la que se transfiere el calor entre una superficie y un fluido. Ayuda a diseñar intercambiadores de calor, calderas, radiadores y aislamientos. Un coeficiente bajo indica una transferencia de calor deficiente; un valor alto significa que el calor se mueve rápidamente.
Depende del tipo de fluido, la velocidad del flujo, la rugosidad de la superficie, la temperatura del fluido y si el fluido se mueve naturalmente (convección libre) o es forzado por una bomba o un ventilador.
Sí. La calculadora funciona con aire, vapor, agua, aceite y otros fluidos. Simplemente use los valores correctos de tasa de calor, área y diferencia de temperatura, o utilice ecuaciones empíricas de Nusselt si conoce las condiciones de flujo.