¿Cómo se calcula el espesor del aislamiento para una superficie plana?

Para una superficie plana: espesor = k × (T_caliente − T_superficie) / q, donde k es la conductividad térmica del aislamiento, T_caliente es la temperatura del proceso, T_superficie es la temperatura superficial deseada y q es el flujo de calor. El coeficiente de transferencia de calor superficial h_salida también influye: q = h_salida × (T_superficie − T_ambiente).

¿En qué se diferencia el cálculo del aislamiento de tuberías del de superficies planas?

El aislamiento de tuberías utiliza la ecuación de transferencia de calor cilíndrica con una relación de radio logarítmica: Q/L = 2π(T_caliente − T_ambiente) / [1/(h_entrada·r_i) + ln(r_o/r_i)/k_tubería + ln(r_ins/r_o)/k_ins + 1/(h_salida·r_ins)]. La geometría curva implica que se necesita más material aislante por unidad de resistencia térmica.

¿Cuál es una conductividad térmica de aislamiento típica?

Lana mineral: 0,035–0,045 W/mK. Lana de vidrio: 0,030–0,040 W/mK. Espuma de poliuretano: 0,022–0,028 W/mK. Silicato de calcio: 0,055–0,070 W/mK. Aerogel: 0,013–0,020 W/mK. A menor k = mejor aislante.

¿Qué temperatura de superficie es segura para la protección del personal?

Para la protección del personal, la temperatura máxima de la superficie debe ser ≤60 °C (140 °F) según la mayoría de las normas industriales. Algunas normas exigen ≤50 °C para las superficies accesibles a los trabajadores. Esto previene quemaduras por contacto breve.

¿Importa el coeficiente de transferencia de calor de la superficie exterior?

Sí. El coeficiente h_out de la película exterior (normalmente de 5 a 25 W/m²K) afecta la temperatura de la superficie. Aire en calma: ~5 a 10 W/m²K. Viento suave: ~15 W/m²K. Convección forzada: 20 a 50 W/m²K. Un h_out más bajo implica una temperatura de la superficie más alta para el mismo aislamiento.

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Calculadora de espesor de aislamiento

Calcule el espesor de aislamiento necesario para tuberías y superficies planas para lograr la temperatura superficial deseada o limitar la pérdida de calor.

Tubería y superficie planaISO 12241#180

Resultados

Espesor de aislamiento requerido

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Pérdida de calor por m² (o por m para tubería)

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Valor R de aislamiento

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Valor U general

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Superficie plana

Donde q = h × (T_superficie − T_ambiente) es el flujo de calor de la superficie exterior.

Tubo/Cilindro

Para una tubería, el radio exterior del aislamiento r₂ se calcula iterativamente para que la temperatura superficial sea igual a la temperatura objetivo. Q/L es la pérdida de calor por metro de longitud.

espesor = k × (T_hot − T_surface) / q, donde q = h × (T_surface − T_ambient). h es el coeficiente de película de la superficie exterior.

Las tuberías utilizan geometría cilíndrica con una relación de radios logarítmica. Se necesita más material por unidad de resistencia térmica debido a la curvatura.

Lana mineral: 0.035–0.045. Lana de vidrio: 0.030–0.040. Espuma de PU: 0.022–0.028. Silicato de calcio: 0.055–0.070. Aerogel: 0.013–0.020 W/mK.

Máx. 60°C (140°F) según la mayoría de las normas industriales. Algunas exigen ≤50°C para superficies accesibles.

Sí. Aire en calma: ~5–10 W/m²K. Viento ligero: ~15. Convección forzada: 20–50 W/m²K. Un valor menor de h implica una temperatura superficial más alta para el mismo aislamiento.

Los procedimientos descritos en esta página fueron desarrollados y probados en campo por el equipo de Vibromera utilizando el Balanset-1A, un equilibrador portátil de dos canales y analizador de vibraciones para el equilibrado de rotores in situ.