🔥 Calcolatore del trasferimento di calore (conduzione e convezione)

Passa tra trasferimento di calore per conduzione (Q=kAΔT/L) e per convezione (Q=hAΔT) tramite le schede. Lascia vuota una variabile in ciascuna scheda e le altre vengono calcolate automaticamente.

Inserisci 4 valori tra velocità di trasferimento del calore (Q), conducibilità termica (k), area (A), differenza di temperatura (ΔT) e spessore (L), e il valore mancante verrà calcolato.

Preset materiale (conducibilità termica k)

Velocità di trasferimento del calore (Q) (W)

Conducibilità termica (k) (W/(m·K))

Area della sezione trasversale (A) (m²)

Differenza di temperatura (ΔT) (K (o °C))

Spessore/Lunghezza (L) (m)

Risultato

—

Materiale	Conducibilità termica k (W/(m·K))
Rame	401
Alluminio	237
Acciaio	50
Calcestruzzo	1.7
Vetro	0.8
Acqua	0.6
Mattone	0.6
Legno	0.12
Isolante in fibra di vetro	0.04
Aria	0.026

Nota: i valori di k sono valori di riferimento tipici da manuale (i valori reali variano in base a purezza, temperatura e produzione).

GUIDA

Scopri di piu

Formula del trasferimento di calore per conduzione (Q=kAΔT/L)

La conduzione è il trasferimento di calore all'interno di un materiale tramite vibrazione molecolare. Applicando la legge di Fourier della conduzione del calore a una parete piana 1D in regime stazionario si ottiene:

Q = k × A × ΔT ÷ L

La velocità di trasferimento del calore (Q) aumenta con una maggiore conducibilità termica (k), un'area (A) e una differenza di temperatura (ΔT) maggiori, e uno spessore (L) più ridotto. Si usa nella progettazione dell'isolamento delle pareti, dei dissipatori di calore e altro ancora.

Formula del trasferimento di calore per convezione (Q=hAΔT)

La convezione è il trasferimento di calore tra una superficie solida e un fluido in movimento (aria, acqua, ecc.), espresso dalla legge di raffreddamento di Newton.

Q = h × A × ΔT

Il coefficiente di convezione (h) varia molto in base al tipo di fluido e al regime di flusso (convezione naturale o forzata). Intervalli tipici: convezione naturale nell'aria 5-25, convezione forzata nell'aria 10-500, convezione forzata nell'acqua 500-10,000 W/(m²·K) — si tratta di intervalli rappresentativi da manuale, non di valori esatti.

Conduzione vs. convezione

La conduzione trasferisce calore tramite vibrazione molecolare all'interno di un solido (o di un fluido fermo), mentre la convezione coinvolge il movimento fisico del fluido. Una parete reale perde calore tramite conduzione all'interno e convezione sulle superfici, formando un sistema combinato: questo calcolatore ti consente di stimare separatamente ciascuna fase.

Domande frequenti

Perché la conduzione richiede 4 valori e la convezione solo 3?

La formula della conduzione (Q=kAΔT/L) ha 5 variabili (Q, k, A, ΔT, L), mentre la formula della convezione (Q=hAΔT) ne ha 4 (Q, h, A, ΔT). Con una variabile incognita, ciascuna formula la determina in modo univoco, quindi devono essere forniti rispettivamente 4 e 3 valori.

Devo inserire ΔT in °C o in K?

Una *differenza* di temperatura ha lo stesso valore numerico in Celsius e in Kelvin (ad es. una differenza di 5°C equivale a una differenza di 5K), quindi entrambe le unità vanno bene: assicurati solo di inserire la differenza tra due punti, non una temperatura assoluta come 300K.

Da dove provengono i valori preimpostati di k dei materiali?

Sono approssimazioni rappresentative a temperatura ambiente tratte da comuni manuali di ingegneria del trasferimento di calore (ad es. Heat and Mass Transfer di Cengel). I materiali reali variano in base a purezza, temperatura e produzione: consulta le schede tecniche del produttore per lavori di progettazione precisi.