Wat is het Nusselt -nummer?

Een Nusselt -getal is het product van een verhoudingsvergelijking voor warmteoverdracht tussen twee vloeistoffen waarbij convectie warmteoverdracht wordt gedeeld door de thermische geleidbaarheid van het materiaal in rust.Het is een eenheidloos getal dat in wezen een vergelijkingssnelheid biedt voor hoe snel warmte wordt overgebracht tussen materialen waar convectie plaatsvindt, of een stroom van een gas of vloeistof, in vergelijking met basiswarmteoverdracht door geleiding waarbij weinig interne beweging van materievindt plaats.Hoewel het Nusselt -nummer vaak wordt gebruikt om warmteoverdracht in vloeistoffen te meten, kan het ook worden gebruikt om convectie te vergelijken met geleidingswarmtoverdrachtssnelheden tussen vaste stoffen door gasstroom.De basis voor vergelijkingen van warmteoverdracht in materialen werd opgericht door Ernst Wilhelm Nusselt, een Duitse werktuigbouwkundig ingenieur die in het begin van 20 ^{eeuw in Dresden gaf.Zijn baanbrekende werk in vloeistofmechanica resulteerde destijds in het Nusselt -nummer dat naar hem werd genoemd.}

Een typische convectie Nusselt -nummervergelijking is nu ' hl/ lambda;.

Nu vertegenwoordigt het Nusselt -nummer, H is de warmteoverdrachtscoëfficiënt die kan worden gemeten in watt per vierkante meter keer de temperatuur kelvin (w/m 2 ^k). l is gelijk aan de lengte van de grenslaag in meters van een materiaal waar warmte wordt overgebracht, en lambda ( lambda;) vertegenwoordigt de vastgestelde thermische geleidbaarheid van het materiaal in watt per meter kelvin of w/mk.De meting van Nusselt -getalwarmte is alleen een meting over oppervlaktegrenzen en is direct gerelateerd aan de Newtons -wet van koeling waaruit het aantal ook kan worden afgeleid.

Wanneer de Nusselt -correlatie dicht bij een waarde van één ligt, duidt dit op een type warmteoverdrachtsstroming die bekend staat als laminaire stroom of slakstroom, wat aangeeft dat zeer weinig vloeistofbeweging plaatsvindt en geleidend warmteverlies belangrijk is.Naarmate de stroomsnelheden toenemen, worden ze beschreven als turbulent en kunnen ze vaak resulteren in Nusselt -nummerwaarden die variëren van 100 op maximaal 1.000.Elke waarde voor een Nusselt -nummer tussen 100 en 1.000 is een indicatie van het feit dat de dominante vorm van warmteoverdracht plaatsvindt door convectie, en geleiding speelt slechts een kleine rol.Dergelijke cijfers zijn belangrijke waarden om te weten in verschillende aspecten van engineering, waarbij warmteoverdracht een wenselijke of ongewenste eigenschap kan zijn.Een hoge Nusselt -getalcilinderoverdrachtssnelheid wordt als turbulent beschouwd en een efficiënte methode voor warmteoverdracht, zoals in vloeistofstroom door leidingen waarbij weinig warmte -energie in het materiaal verloren gaat door geleiding tot de externe omgeving.