Numărul Nusselt

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Numărul Nusselt Nu este grupul adimensional care exprimă raportul dintre fluxul de căldură schimbat prin convecție și fluxul de căldură schimbat prin conducție . [1]

Analogul său pentru schimbul de materii este numărul Sherwood .

Definiție matematică

Numărul Nusselt poate fi exprimat prin următoarea relație: [2] [3]

unde este:

Dimensionalizarea legii lui Fourier

Numărul lui Nusselt este obținut prin legea Fourier nedimensională pornind de la gradientul termic:

unde este:

De fapt, prin introducerea următoarelor cantități adimensionale:

avem: [4]

deci ecuația devine:

Interpretarea fizică

Numărul Nusselt reprezintă creșterea puterii termice transmise prin convecție printr-un strat de fluid comparativ cu cea transmisă prin conducere prin același strat.

Valoarea unitară ( Nu = 1) este caracteristică transmiterii căldurii prin conducție pură prin stratul fluid. Pe măsură ce valoarea lui Nu crește, fenomenul de convecție este din ce în ce mai dezvoltat.

Aplicații

Numărul Nusselt este utilizat în probleme de convecție termică, deoarece determinarea acestuia permite cunoașterea coeficientului de schimb de căldură convectiv între fluid și perete. Prin urmare, poate fi util să cunoașteți valoarea medie pe peretele în cauză, obținută ca medie integrală :

unde este:

În general, numărul Nusselt este evaluat în funcție de numărul Prandtl și, dacă convecția este naturală, numărul Grashof , dacă în schimb este forțat, numărul Reynolds , până la un coeficient C și exponenții n și m la care celălalt două grupuri adimensionale sunt ridicate.
În special în cazul convecției naturale, acesta poate fi determinat de următoarea relație: [5]

în timp ce în cazul convecției forțate poate fi determinată de următoarea relație:

Notă

Bibliografie

Elemente conexe

Controlul autorității GND ( DE ) 4572035-6