Coeficiente global de transferência
Obtenha o valor U de uma parede pelas camadas e películas de ar: 0,2 m de tijolo com películas de 10 e 25 W/(m²·K) dão pouco menos de dois e meio W/(m²·K). Cada resistência aparece para você ver qual camada mais segura o calor. Grátis no seu navegador.
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Exemplo resolvido
- Coeficiente h interno
- 10
- Coeficiente h externo
- 25
- Número de camadas
- 1
- Resistência R interna
- 0,1
- Resistência R externa
- 0,04
- R de condução
- 0,2777777778
O coeficiente global de transferência de calor de uma parede plana, escrito U, é a única condutância que transforma uma diferença de temperatura ar-ar em fluxo de calor através de todo o conjunto. Não é uma propriedade do material: combina o filme convectivo interno, a resistência de condução de cada camada sólida e o filme convectivo externo.
O que o U global significa em um conjunto de parede plana
Na transferência de calor unidimensional em regime permanente, a diferença de temperatura que impulsiona o fluxo é a do ar interno menos a do ar externo, não as duas temperaturas das faces sólidas. Entre esses dois escoamentos o calor precisa atravessar um filme convectivo interno, depois cada camada sólida em série e por fim um filme convectivo externo. Cada um desses passos é uma resistência térmica.
Cada camada sólida contribui com sua resistência de condução L sobre k, em que L é a espessura em metros e k a condutividade térmica em watts por metro-kelvin. Como as camadas ficam uma atrás da outra, as resistências se somam. O coeficiente global U é o recíproco dessa resistência total, de modo que o fluxo em watts por metro quadrado é simplesmente q igual a U vezes Delta T.
Esta página responde a essa identidade de livro. Ela não inventa tabelas de filme de ar parado, velocidades de vento nem emissividades: você informa os dois coeficientes de filme do seu problema, exatamente como fazem os exercícios no estilo Incropera e as checagens de envoltória no estilo ISO depois de escolhidas as resistências superficiais.
O resultado é um U em série de parede plana em watts por metro quadrado-kelvin, com as resistências intermediárias à vista para um aluno marcar qual termo domina e um especificador ver se vale a pena acrescentar mais um centímetro de isolamento.
Quando usar este cálculo do valor U e quando não
Instrutores de transferência de calor precisam de um oráculo determinístico que reproduza a identidade do U global da parede plana, para que relatórios de laboratório comparem o cálculo à mão com o resultado da máquina sem deriva de arredondamento de planilha, e para que um coeficiente de filme nulo seja marcado como erro em vez de devolver infinito em silêncio.
Cadernos de física da edificação e scripts de quantitativo HVAC usam a mesma pilha quando já têm resistências superficiais ISO ou ASHRAE e uma lista de espessuras e condutividades e querem U, não uma calculadora imperial de R por polegada. A validação falha não consome saldo. Esta landing não é a calculadora de valor R de isolamento, que multiplica a espessura em polegadas por R por polegada e reporta um fator U em IP.
Não é o conversor de unidades do coeficiente de transferência, que só troca W/(m²·K) por outras unidades de filme. Não é a taxa de condução de Fourier Q igual a k A Delta T sobre L para uma única laje com temperaturas de superfície conhecidas. Mantenha unidades SI e coerentes, fique dentro dos limites de magnitude publicados, e você terá um U de parede plana reproduzível para exercícios, plugins LMS e workers de borda, sem levantar um motor completo de modelo energético.
Casos de uso
Quantitativo de envoltória com filmes e camadas conhecidos
Transforme resistências superficiais ISO ou ASHRAE mais uma lista de espessuras e condutividades em um valor U de parede plana para um croqui de parede, cobertura ou divisória.
Perguntas frequentes
Em que isso difere de uma calculadora de valor R de isolamento?
Esta ferramenta monta resistências SI em série a partir de filmes 1/h e camadas L/k. Uma calculadora de valor R multiplica polegadas por R por polegada e reporta um fator U em IP; é outra busca e outro contrato.
Como calcular o valor U de uma parede?
Some um dividido pelo coeficiente de película interno, a espessura de cada camada dividida pela condutividade e um dividido pelo coeficiente externo; depois tome o inverso. No exemplo do tijolo, a soma é 0,1 mais 0,2 dividido por 0,72 mais 0,04.
Como saber qual camada pesa mais?
Veja as resistências mostradas para cada etapa. No exemplo do tijolo, as películas somam 0,1 e 0,04, enquanto o tijolo responde pela maior parte do total; por isso engrossar ou melhorar essa camada é o que mais muda o U.
A ferramenta dá a perda de calor pela parede?
Sim. Informe a diferença de temperatura entre o ar interno e o externo para obter o fluxo de calor por metro quadrado e acrescente a área da parede para obter o calor total. O sinal mostra para que lado o calor vai.
Por que preciso dos dois coeficientes de película?
Porque o calor atravessa uma película de ar de cada lado antes e depois das camadas sólidas, e cada uma soma sua própria resistência. Sem um deles, o valor U ficaria maior do que o real.
Ferramentas relacionadas
Para desenvolvedores — acesso via API
Tudo nesta página está disponível via API. Esta seção é para equipes que querem integrar a ferramenta aos próprios sistemas; quem não precisa disso pode simplesmente usar a ferramenta acima.
Endpoint
Autenticação por token Bearer. Um único POST coloca a tarefa na fila; o resultado chega por webhook ou link assinado.
Chame do seu código
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/eng/overall-u \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"h_inside":10,"h_outside":25,"layers":[{"name":"brick","thickness":0.2,"conductivity":0.72}]}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/eng/overall-u", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"h_inside": 10,
"h_outside": 25,
"layers": [
{
"name": "brick",
"thickness": 0.2,
"conductivity": 0.72
}
]
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/eng/overall-u",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"h_inside": 10,
"h_outside": 25,
"layers": [
{
"name": "brick",
"thickness": 0.2,
"conductivity": 0.72
}
]
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/eng/overall-u", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"h_inside":10,"h_outside":25,"layers":[{"name":"brick","thickness":0.2,"conductivity":0.72}]}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"h_inside":10,"h_outside":25,"layers":[{"name":"brick","thickness":0.2,"conductivity":0.72}]}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/eng/overall-u", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Exemplo de requisição
{
"h_inside": 10,
"h_outside": 25,
"layers": [
{
"name": "brick",
"thickness": 0.2,
"conductivity": 0.72
}
]
}Exemplo de resposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "eng.overall_u",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}A API é assíncrona: cada chamada devolve um task_id na hora. Se preferir polling, consulte o status a até 1 requisição por segundo.
Preço
Preço publicado, sem tokens nem créditos escondidos. Tarefa que falha não é cobrada.
Limites
max_layers | 32 |
Erros
| HTTP | Código | O que significa |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Token ausente ou inválido. Confira o header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Saldo insuficiente para esta tarefa. Faça uma recarga e tente de novo. |
404 | unknown_type | Esse tipo de tarefa não existe. Confira o campo type no catálogo. |
429 | rate_limited | Muitas requisições em pouco tempo. Espere um instante e tente de novo. |
Notas técnicas
Esta calculadora de coeficiente global aceita os dois coeficientes de filme e uma lista ordenada de espessuras e condutividades térmicas, monta as resistências em série R_si igual a um sobre h_i, R_j igual a L_j sobre k_j e R_se igual a um sobre h_o, e devolve U igual a um sobre R_total junto com cada resistência para você ver qual trecho domina. Coeficientes de filme ou propriedades de camada nulos ou negativos falham com invalid_input em vez de um infinito silencioso.
O que o U global significa em um conjunto de parede plana
A resistência do filme interno é um sobre o coeficiente interno h_i. A resistência do filme externo é um sobre h_o. Quem pesquisa calculadora de coeficiente global de transferência, valor U de parede plana ou U de um conjunto a partir de convecção e condução já tem h_i, h_o e uma pilha de L e k e quer esse único número SI, não um takeoff de R por polegada nem um conversor de unidades.
Contrato de entrada, resistências em série e o U devolvido
Aceitam-se no máximo trinta e duas camadas. Chaves de saída opcionais são omitidas por completo quando você não enviou a entrada correspondente; nunca retornam como null. Envie um objeto JSON com três ingredientes obrigatórios. h_inside é o coeficiente de filme interno em watts por metro quadrado-kelvin; os aliases h_i, hi, h_inner, inside_h e hin são aceitos. h_outside é o coeficiente de filme externo nas mesmas unidades; aceitam-se h_o, ho, h_outer, outside_h e hout. layers é um array não vazio de camadas sólidas, face interna primeiro, cada uma com espessura em metros e condutividade em watts por metro-kelvin; o name, material ou label opcional é mantido para exibição. Os aliases de array assembly, wall_layers e materials funcionam do mesmo modo. O delta_t opcional é a diferença de temperatura ar-ar em kelvin; quando presente, a resposta inclui heat_flux igual a U vezes Delta T. A area opcional em metros quadrados, junto com delta_t, acrescenta heat_rate igual a U vezes A vezes Delta T. Toda magnitude obrigatória deve ser um número finito estritamente maior que zero; campos ausentes, cadeias vazias, texto não numérico, filmes nulos, espessura nula e condutividade nula falham com invalid_input nomeando o campo, e essas falhas não são faturadas. Em caso de sucesso, o corpo ecoa os coeficientes de filme arredondados, informa layer_count e um array layers normalizado com cada L, k e L/k, e define r_inside, r_outside, r_conduction e r_total em metro quadrado-kelvin por watt. Os campos u_value e overall_u carregam ambos um sobre R_total para que clientes fixem qualquer um dos nomes. formula reescreve U igual a um sobre a soma de um sobre h_inside, a soma de L sobre k e um sobre h_outside; method é sempre series_resistance_plane_wall.
Onde esta API de valor U se justifica e o que ela não é
Verificadores de conformidade de envoltória podem fixar u_value em testes depois de alterar a espessura de uma camada. Como a implementação é parse de nível A, cada chamada bem-sucedida custa o preço-base publicado US$ 0,002, sem tokens de modelo e sem rede de saída.
Casos de integração
Exercícios e checagens de laboratório de transferência
Dê aos alunos h_i, h_o e um empilhamento de tijolo ou multicamada e confira U = 1 / (1/h_i + Σ L/k + 1/h_o) com o método de resistências em série do livro.
Scripts e correção automática em LMS
Fixe u_value e o detalhamento das resistências nos testes para que um filme nulo ou uma camada ausente falhem com invalid_input em vez de uma condutância inventada.
Perguntas técnicas
Como calcular o coeficiente global de transferência de uma parede?
Envie h_inside e h_outside positivos em W/(m²·K) e um array layers de {thickness, conductivity} em metros e W/(m·K). A API devolve U = 1 / (1/h_i + Σ(L/k) + 1/h_o).
Quais unidades o valor U global utiliza?
SI em tudo: filmes em W/(m²·K), espessura em metros, condutividade em W/(m·K), resistências em m²·K/W e u_value em W/(m²·K). Mantenha cada entrada nesse conjunto coerente.
Por que os dois coeficientes de filme são obrigatórios?
O U global é uma condutância ar-ar. Omitir um filme descreveria só a condução de superfície a superfície. h_inside ou h_outside nulo ou negativo é rejeitado como invalid_input.
Quanto custa a calculadora de coeficiente global de transferência?
A ferramenta do navegador é gratuita. Pedidos API usam saldo KIT pré-pago a US$ 0,002 por chamada bem-sucedida; entrada inválida não é faturada.