Nusseltin numero

Nusselt-luku  ( ) on yksi tärkeimmistä termisten prosessien samankaltaisuuden kriteereistä , joka kuvaa suhdetta konvektiosta johtuvan lämmönsiirron voimakkuuden ja lämmönjohtamisesta johtuvan lämmönsiirron voimakkuuden välillä (kiinteässä ympäristössä). Nimetty saksalaisen insinöörin Wilhelm Nusseltin mukaan .

missä:

•  - ominaiskoko ;
•  on väliaineen lämmönjohtavuuskerroin ;
• - lämmönsiirtokerroin ;
•  - konvektiosta johtuva lämpövirta ;
•  - lämmönjohtavuudesta johtuva lämpövirta .

Ominaiset arvot

Nusselt-luku on aina suurempi tai yhtä suuri kuin 1. Toisin sanoen konvektiosta johtuva lämpövirta ylittää aina arvossaan lämmönjohtavuudesta johtuvan lämpövirran .

Yleensä laminaarivirroille Nusselt-luku on välillä 1 - 20. Suuret Nusselt-luvut (>100) osoittavat voimakasta konvektiivista lämpövirtausta, mikä on ominaista turbulenteille virtauksille .

Pyöreissä putkissa oleville nestevirroille voidaan osoittaa, että tasaisella laminaarisella virtauksella (olettaen, että lämpövirta seinään on vakio) ja (edellyttäen, että seinän lämpötila on vakio). [2]

Empiiriset riippuvuudet

Vapaa konvektio pystysuoralla levyllä

missä  on Rayleigh-luku .

Vapaa konvektio vaakasuoralla levyllä

Jos ominaispituus määritellään seuraavasti:

missä on levyn pinta-ala ja sen ympärysmitta. Sitten ylöspäin suuntautuvalle kuumalle pinnalle kylmässä ympäristössä tai alaspäin suuntautuvalle kylmälle pinnalle kuumassa ympäristössä: [3]

Alaspäin suuntautuva kuuma pinta kylmässä ympäristössä tai ylöspäin suunnattu kylmä pinta kuumassa ympäristössä:

Lämmönsiirto pakotetun konvektion aikana putkissa

missä:

•  on Reynoldsin luku ;
•  - ominaiskoko ;
•  — Prandtl-numero ;
• nesteen lämmityksen ja nestejäähdytyksen olosuhteissa. [3]

Katso myös

• Lämmönsiirto
• Peclet-luku  on samanlainen parametri

Muistiinpanot

1. ↑ Yksinkertainen Nusselt-luvun johtaminen Newtonin jäähtymislaista .
2. ↑ Dreitser G. A.  Kanavien konvektiivisen lämmönsiirron perusteet .
3. ↑ 1 2 3 Incropera, Frank P.; DeWitt, David P. Lämmön ja massan siirron perusteet  (määrittelemätön) . – 4. painos. — Wiley. - s. 493.