Vad Är Nusselt Number?

August 26

Ett Nusselt antal är produkten av en jämförelse förhållande för värmeöverföring mellan två fluider där konvektionsvärmeöverföring divideras med den termiska ledningsförmågan hos materialet i vila. Det är en enhetslösa tal som väsentligen ger en jämförelse graden för hur snabbt värme överförs mellan material där konvektion äger rum, eller ett flöde av en gas eller vätska, jämfört med grund värmeöverföring genom ledning där lite inre rörligheten för materia sker. Även om Nusselt numret används ofta för att mäta värmeöverföring i vätskor, kan den också användas för att jämföra konvektion till konduktion värmeöverföringshastigheter mellan fasta ämnen med hjälp av gasflödet. Grunden för jämförelser av värmeöverföring i material inrättades av Ernst Wilhelm Nusselt, en tysk maskiningenjör som undervisade vid Dresden under det tidiga 20-talet. Hans banbrytande arbete inom strömningsmekanik vid tiden resulterat i Nusselt numret som namnges efter honom.

En typisk konvektion Nusselt nummer ekvationen är Nu = hl / λ. Nu representerar Nusselt nummer, h är värmeöverföringskoefficienten som kan mätas i watt per kvadratmeter gånger temperaturen Kelvin (W / m 2 K). L är längden av gränsskiktet i meter av ett material, där värme överförs, och lambda (λ) representerar den etablerade värmeledningsförmåga hos materialet i watt per meter Kelvin eller W / mK. Mätningen av Nusselt nummer värme är en mätning över endast ytbehandlade gränserna, och är direkt relaterad till Newtons lag av Kylning från vilken numret också kan härledas.

När Nusselt korrelation ligger nära ett värde på ett, indikerar detta en typ av värmeöverföringsflöde kallas laminär strömning eller proppflödet, vilket tyder på att mycket lite flytande rörelse sker och konduktiv värmeförlust är viktigt. Som flöden ökar, de beskrivs som turbulent, och kan ofta resultera i Nusselt siffervärden som sträcker sig från 100 på upp till 1.000. Något värde för ett Nusselt nummer mellan 100 till 1.000 är ett tecken på att den dominerande formen av värmeöverföring sker är genom konvektion och ledning spelar en underordnad roll. Sådana siffror är viktiga värden att veta i olika aspekter av teknik, där värmeöverföring kan vara antingen en önskvärd eller icke önskvärd egenskap. Ett högt Nusselt antal cylinder överföringshastighet anses vara turbulent och en effektiv metod för värmeöverföring, såsom i vätskeflöde genom rörledningar där lite värmeenergi i materialet förloras genom ledning till den yttre omgivningen.