Calculadores gratuitos sobre transferencia de calor

ACTUALIZADO

Incorporamos un nuevo artículo en el que recopilamos herramientas de cálculo y utilidades gratuitas destinadas al estudio de los procesos de transferencia de calor. Se trata de una disciplina difícil de estudiar con fórmulas teóricas, pero con la recopilación que hemos seleccionado se pueden resolver los problemas más comunes que el ingeniero puede encontrar.

Los procesos que podemos estudiar con estos calculadores son aquellos en los que la energía se transfiere desde moléculas más energéticas a moléculas menos energéticas y en procesos típicos de todo tipo.

Para conocer los principios sobre los que se fundamenta la transferencia de calor recomendamos primero visitar el siguiente enlace donde podremos ver las ecuaciones que explican el proceso.

• Advección de un escalar pasivo en una o dos dimensiones: Ecuación de advección uni-dimensional y número de Courant. Difusión numérica y dispersión.
• Calculador de conductividad térmica.
• Calculador de expansión volumétrica térmica.
• Calculador de la capacidad de calor específica. Calula la cantidad de calor que se necesita para calentar la masa de un objeto.
• Calculador de la conversión de unidades de conductividad térmica. La conductividad térmica es la cantidad de calor que pasa por un área unitaria de una sustancia cuyo espesor es la unidad, cuando sus caras opuestas difieren en un grado de temperatura.
• Calculador de la expansión térmica lineal de un sólido:
• Calculador de la expansión térmica de un área.
• Calculador de la expansión térmica de un volumen.
• Calculador de la ley de Stefan-Boltzmann: A partir de la emisividad, área de superficie y temperatura se calcula la energía emitida por radiación.
• Calculador de la relación entre la expansión volumétrica y linal térmica.
• Calculador de la difusividad térmica. La difusividad térmica de un material es su capacidad para adaptarse a la temperatura que lo rodea. Cuanto más alto es su valor, más rápido se adapta el material a la temperatura ambiente. La difusividad térmica se calcula dividiendo la conductividad térmica por el producto de la densidad y la capacidad calorífica. 
• Calculador de difusividad térmica: Resuelve problemas relacionados con la difusividad térmica, conductividad térmica, capacidad de calor específica y volumétrica y densidad.
• Calculador de la expansión lineal térmica.
• Calculador de la tasa de transferencia térmica.
• Calculador de las fórmulas de las ecuaciones de conductividad térmica.
• Calculadores de transferencia de calor de procesos: ¡127 calculadores! Excelente colección de calculadores destinados a analizar la transferencia de calor en procesos.: Accesorios de caudal de aire, máximo caudal para un ventilador, termosifones, diámetro para diseñar un serpentín, coeficiente de transmisión de calor de hidrocarburos en tubos, velocidades superficiales para calcular el mejor modelo de transferencia de calor, rendimiento de intercambiadores de calor con tubos, como incrementar la transferencia de calor por números de Reynolds, recuperación de calor, caída de presión, mejora en el diseño de tubos para caída de presión, velocidad máxima en el interior de los tubos
• Cálculo de atmósfera estándar.
• Cálculo de la resistencia térmica de una placa: Calculador en estado estacionario en una dimensión.
• Cálculo de la radiación emitida por un cuerpo: Dos cuerpos a temperaturas diferentes intercambiarán energía de calor vía radiación térmica.
• Calculador de procesos de transferencia de calor.
• Cálculo de sonofusión. Incremento de la temperatura de una burbuja debido a la compresión adiabática.
• Cálculo del flujo laminal en una placa isotérmica. Cuando se fuerza aire sobre una placa se quitará calor de la placa de acuerdo con las normas de convección forzada.
• Calculador de conducción del metales: Calculador de conducción de alumnio, acero al carbono, cobre, acero al níquel, acero inoxidable, etc.
• Calculador del coeficiente de transferencia de calor. Este calculador ayuda a estimar el coeficiente de transferencia de calor, la caída de presión y el número de Reynolds para una tubería básica o modelo de tubo.
• Calculador del coeficiente de transferencia de calor. Con esta herramienta  calculamos el coeficiente de transmisión de calor en un grupo de tubos.
• Calculador excel de transferencia de calor: ¡4 herramientas! Hoja excel y curso online que permite realizar cálculos de transferencia de calor por conducción, convección y radiación.
• Coeficiente de expansión térmica lineal:
• Coeficiente de pérdida de calor en entrada de conductos.
• Coeficiente de pérdida de calor en salida de conductos.
• Coeficiente de pérdida de calor en placas delgadas perforadas.
• Coeficiente de pérdidas de calor en pantallas.
• Coeficiente de pérdida de calor en persianas.
• Calculador de transferencia de calor.
• Calculador de la transferencia de calor por conducción: Esta herramienta puede usarse para establecer modelos de pérdida de calor a través de una pared.
• Coeficientes de transferencia de calor totales. Coeficientes de transferencia de calor en paredes o intercambiadores de calor.
• Coeficiente de transferencia de calor en tubos. El cálculo puede realizarse para tubos definidos por el usuario y tubos estándar.
• Convertidor de unidades en coeficientes de transferencia de calor.
• Correlación de convección del flujo interno: Herramienta para computar el número de Nusselt para convección forzada en una tubería circular como una función de los números de Reynolds y Prandtl. Incluye subrutinas para el flujo laminar, transición y turbulenteo, y para metales líquidos.
• Demostraciones de la iteración: Herramienta con tres demostraciones separadas de la iteración de Gauss-Seidel (Liebmann) para la solución de sistemas de ecuaciones lineales.
• Ecuación de onda uni-dimensional.
• Experimento de conducción de calor.
• Eficiencia de un pasador cilíndrico.
• Eficiencia de una aleta en forma de placa.
• Factores de conversión de la conductancia térmica.
• Factores del punto de vista de la radiación: Computación desde el punto de vista de la radiación para una geometría particular usando las entradas que el usuario suministra.
• Flujo compresible uni-dimensional: Contiene dos hojas de cálculo: (1) Flujo isentrópico con cambio de área,´(2) función de choque normal, (3) Flujo con fricción (Fanno Line), y (4) Flujo con adición de calor (Rayleigh Line).
• Ley de Planck: Computación de la energía emitida por un cuerpo negro espectral para numerosas temperaturas de una fuente. Permite al usuario mostrar la potencia emisiva de un cuerpo negro para una temperatura particular y evalúa la integral sobre un rango de longitudes de onda seleccionado por el usuario.
• Movimiento Vortex.
• Pérdida de calor conductivo en una tubería.
• Relación entre resistencia térmica y conductividad.
• Rendimiento eléctrico y térmico de un enfriador de Peltier termoeléctrico de estado sólido.
• Resistencia térmica de un cilindro: Calculador de conducción de calor en estado estacionario unidimensional.. Proporciona la resistencia térmica a través de la altura del eje de un cilindro sólido.
• Resistencia térmica del caudal másico: Calculador de la capacitancia de calor en estado estacionario en una dimensión. Obtenemos la resistencia térmica del sistema de flujo másico.
• Resistencia térmica de la masa de una placa: Calculador de capacitancia de calor transitorio uni-dimensional.
• Resistencia térmica de una placa con constricción: Calculador de conducción de calor en estado estacionario en dos dimensiones.
• Resistencia térmica de un cilindro hueco: Calculador de conducción de calor en estado estacionario en una dimensión a través de un cilindro hueco.
• Resistencia térmica de un disipador de calor por convección forzada.
• Selección de materiales para transferencia de calor: Tabla en la que se dan unas guías generales para la selección de materiales a trabajar con diferentes soluciones químicas.
• Solución de ecuación de Blasius: Solución numérica de la ecuación de Blasius para flujo laminar, auto-similar, capa del límite de plano. El esquema de integración de Runge-kutta y el algoritmo de shooting se usa para solventra ecuaciones diferenciales ordinarias, no-lineales y tercer orden.
• Solución de ecuaciones lineales. 

Calentamiento de depósitos

• Calculador del calentamiento de acuarios.
• Cálculo del calentamiento de depósitos.
• Calentamiento de depósitos. Tutorial sobre calentamiento de depósitos.

Conducción

• Calculadores de ecuaciones de conductividad térmica. ¡6 calculadores! Resuelven las ecuaciones esenciales de transferencia de calor.
• Calculadores de conducción: ¡10 calculadores! Calculadores de conductividad efectiva, propiedades térmicas de los fluidos, modelo de convección natural para sumideros de calor y funciones especiales.
• Calculador de conducción: cálculo de conducción del aluminio, acero al carbón, cobre, aceros de níquel, acero inoxidable, etc.
• Calculador de la conductividad térmica: Resuelve problemas relacionados con la tasa de transferencia de calor, transporte de calor, flujo, constante de conductividad térmica, diferencial de temperatura, distancia y longitud.
• Calculador de la resistencia térmica de fuentes circulares en discos compuestos e isotrópicos. ¡8 herramientas! 
• Calculador de la resistencia térmica de fuente circular en un disco circular con enfriamiento del borde.
• Calculador de la resistencia térmica de fuente rectangular en disco rectangular con enfriamiento del borde.
• Coeficientes de conductividad térmica de líquidos comunes.
• Calculador de la resistencia térmica de rectángulos isoflux y tiras de canales de flujo de materiales compuestos.
• Coeficientes de conductividad térmica de los plásticos.
• Conducción a través de placas multicapas.
• Conducción a través de cilindros multicapas.
• Conducción a través de placas finas rectangulares en un medio semi-infinito.
• Conducción a través de un cilindro embebido en un medio semi-infinito.
• Conducción a través de un volumen rectangular embebido en un medio semi-infinito.
• Conducción a través de una superficie de contacto.
• Conducción de calor en estado transitorio: ¡8 calculadores! Calculadores de conducción de calor
• Conducción de estado sólido en dos dimensiones: Solución analítica para la evaluación de la conducción en estado estacionario en un cuadrado unitario con un límite mantenido a una diferente temperatura que los otros tres y obtención de una gráfica con los resultados. Este problema particular se usa frecuentemente para demostrar la separación de variables como técnica de solución para PDE´s. El usuario puede cambiar el número de términos incluidos en la evaluación de una serie infinita.
• Conducción de un cilindro.
• Conducción entre dos cilindros embebidos en un medio infinito.
• Conducción periódica en un cuerpo infinito: Solución analítica para conducción transitoria en un cuerpo semi-infinito sometido a una temperatura de variación periódica en una cara expuesta.
• Conductividad térmica de gases y materiales comunes.
• Conductividad efectiva de sustratos multicapas. Calcula la conductividad efectiva de sustratos multicapa. Se incluyen además dos tutoriales (1) y (2) que nos permiten entender la conductividad de los materiales formados por varias capas de materiales diferentes.
• Experimento de conducción: Se deduce el perfil transversal de una barra conductora basándonos en su temperatura.

Convección forzada

• Cálculo de convección en placas planas isotérmicas.
• Cálculo de convección en la región totalmente desarrollada de un conducto. 
• Cálculo de convección en la región de entrada de un tubo circular.
• Cálculo de convección forzada en PCB con componentes.
• Cálculo de convección a través de una varilla cuadrada isotérmica.
• Cálculo de convección a través de una varilla circular isotérmica.

Conductos

• Cálculo de sistemas de distribución térmica residencial a través de conductos.
• Herramienta del cálculo de apantallamiento de conductos.

Convección

• Calculador de la transferencia de calor por convección.
• Calculador de la transferencia de calor por convección.
• Calculador de la transferencia de calor convectiva.
• Convección natural alrededor de un cilindro horizontal.
• Convección natural en placas verticales isotérmicas.
• Convección natural en canales de placas paralelas verticales.
• Convección natural en placa horizontal calentada isotérmicamente hacia abajo.
• Convección natural en placas horizontales calentadas isotérmicamente hacia arriba.
• Convección natural entre cilindros concéntricos horizontales.

Cursos

• Curso online de mecanismos de transferencia de calor: En este curso podemos encontrar temas como  el flujo de energía en los motores, conducción, convección, radiación, modelización de resistencia, procesos de transferencia de calor de un cilindro, flujo de calor y temperaturas de un cilindro, correlaciones de transferencia de calor en motores, calor instantáneo, coeficientes de transferencia de calor, transferencia de calor de enfriamiento, rendimiento de aletas, etc.
• Curso online de transferencia de calor.
• Curso online de transferencia de calor. ¡39 lecturas y herramientas! Podemos encontrar herramientas, ejemplos y lecturas para curvas de calibración de termopares K, intercambiadores de calor, experimentos de convección, experimentos de radiación, etc.
• Libro de texto sobre transferencia de calor.

Disipación del calor

• Calculador de disipadores térmicos anulares. Este calculador nos permite diseñar fácilmente un disipador de energía térmica. Introduciendo las propiedades del disipador y las temperatura obtendremos el flujo de calor en W que podemos disipar.
• Calculador de disipadores térmicos rectangulares.

Pérdidas de calor

• Cálculo de pérdidas de calor para edificios industriales. 
• Cálculo de pérdidas de calor.

Propiedades de los metales

• Propiedades del agua-aire: Cinco propiedades de transporte y estado del aire y siete del agua, todas las cuales son funciones de temperatura. Estas funciones definidas por el usuario pueden usarse en la hoja de cálculo con las funciones suministradas (seno, coseno, suma, etc.).
• Propiedades térmicas de los metales. Conductividad, densidad y calor específico.
• Propiedades térmicas de los no metales.
• Propiedades térmicas del aire.
• Propiedades térmicas de gases.
• Propiedaes térmicas del agua.
• Propiedades térmicas de líquidos.
• Otras librerías. Enlace con base de datos de otros materiales, plásticos, metales principales y polímeros.

Radiación

• Calculador de transferencia de calor por radiación.
• Radiación entre superficies rectangulares paralelas.
• Radiación entre superficies cuadradas paralelas de diferente longitud de borde.
• Radiación entre superficies de discos paralelas de radios desiguales.
• Radiación entre superficies rectangulares perpendiculares.

Velocidad de enfriamiento de los cuerpos

• Calculador del tiempo de enfriamiento.
• Ley de enfriamiento de Newton. Tutorial
• Velocidad de enfriamiento según la ley de Newton.

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