ThermaLab

Laboratorio virtual de transferencia de calor para explorar conducción, convección y radiación de forma interactiva.

Desarrollador: Grismaldo Bope

Consola educativa con geometrías planas y radiales, caudal volumétrico, balance radiativo, fórmulas sustituidas, diagramas SVG animados, historial local, export JSON/CSV e informe imprimible (PDF).

Incluye radio crítico de aislamiento, coeficiente global U, números de Biot y Rayleigh, ley de Wien y correlaciones de Churchill–Bernstein (cilindro) y capa límite mixta (placa).

Demostración en vivo

URL de Vercel: pendiente de publicar (tras merge a main).

Tecnologías

• React 18.3.1
• Vite 8.0.16
• TypeScript 5.6.3
• Tailwind CSS 3.4.17
• lucide-react 0.468.0
• recharts 2.15.0
• framer-motion 11.15.0
• Vitest (tests de física)

Instalación

npm install
npm run dev
npm run test
npm run build

Fórmulas implementadas

Conducción

Q = (k * A * (T_caliente - T_fria)) / L
R = L / (k * A)
R_total = suma(L_i / (k_i * A))
Q_multicapa = (T_caliente - T_fria) / R_total
eta = (1 - Q_aislada / Q_referencia) * 100
R_cilindro = ln(r_o / r_i) / (2 * pi * k * L)
R_esfera = (1/r_i - 1/r_o) / (4 * pi * k)

Nota física: la práctica P1 con ladrillo k=0.72 W/m·K, L=0.20 m, A=10 m², T1=30 °C y T2=18 °C produce Q = 432 W.

Convección

Q = h * A * (T_superficie - T_fluido)
Q_v = v * A
Re = (rho * v * L) / mu
Nu_placa_laminar = 0.664 * Re^0.5 * Pr^(1/3)
Nu_placa_mixta = (0.037 * Re^0.8 - 871) * Pr^(1/3)
Nu_cilindro = Churchill–Bernstein
h = Nu * k_fluido / L
Ra = (9.81 * beta * DeltaT * L^3) / (nu * alpha)
Nu_natural = 0.59 * Ra^0.25
Bi = h * L / k_solido

Radiación

sigma = 5.670374419e-8 W/m²·K⁴
E_b = sigma * T^4
E = epsilon * E_b
G_abs = epsilon * sigma * T_amb^4
q_neto = E - G_abs
Q = q_neto * A
lambda_max = 2897.772 / T_K   (Wien, μm)
h_rad = epsilon * sigma * (Ts^2 + Ta^2) * (Ts + Ta)

Las temperaturas de radiación se convierten internamente de Celsius a Kelvin. Se asume superficie gris (α = ε) frente a un entorno grande.

Datos incluidos

Materiales

Cobre, aluminio, acero inoxidable, hormigón, ladrillo, vidrio, yeso, madera de roble, hielo, poliestireno expandido, fibra de vidrio, lana de roca, poliuretano y aire estático.

Fluidos

Aire, agua, aceite, etanol y glicerina con densidad, viscosidad dinámica, conductividad y número de Prandtl a 20 °C.

Superficies

Cuerpo negro ideal, pintura negra mate, piel humana, hormigón, ladrillo rojo, acero oxidado, acero pulido, aluminio pulido, cobre pulido, pintura blanca y papel de oro.

Deploy en Vercel desde GitHub

1. Crear un repositorio en GitHub y subir este proyecto.
2. Entrar a Vercel y seleccionar Add New Project.
3. Importar el repositorio.
4. Mantener la configuración detectada por Vercel:
   • Framework: Vite
   • Build command: npm run build
   • Output directory: dist
5. Hacer deploy.
6. Copiar la URL generada y reemplazar el placeholder de la sección "Demostración en vivo".

Licencia

MIT