ヌッセルト数とは

ヌッセルト数は、対流熱伝達が静止時の材料の熱伝導率で除算される2つの流体間の熱伝達の比率比較の結果です。 物質の内部移動がほとんどない伝導による基本的な熱伝達と比較して、対流が発生している材料間、または気体または液体の流れの間で熱がどれだけ速く伝達されるかを比較する速度を本質的に提供する単位のない数値です発生しています。 ヌッセルト数は、多くの場合、流体の熱伝達を測定するために使用されますが、対流と気体流による固体間の伝導熱伝達率を比較するためにも使用できます。 材料の熱伝達の比較の基礎は、20世紀初頭にドレスデンで教えたドイツの機械エンジニア、エルンストウィルヘルムヌセルトによって確立されました。 当時の流体力学の先駆的な仕事の結果、ヌッセルト番号が彼にちなんで命名されました。

典型的な対流ヌッセルト数方程式は、Nu = hL /λです。 Nuはヌッセルト数を表し、 hは1平方メートルあたりのワット数と温度ケルビン（W / m ² K）で測定できる熱伝達係数です。 Lは、熱が伝達される材料のメートル単位の境界層の長さに等しく、 ラムダ （λ）は、メートル単位のケルビンまたはW / mKでの材料の確立された熱伝導率を表します。 ヌッセルト数の熱の測定は、表面の境界を越えた測定のみであり、ニュートンの冷却の法則に直接関連しており、そこから数を導き出すこともできます。

ヌッセルト相関が1の値に近い場合、これは層流またはスラグ流として知られるタイプの熱伝達流を示します。これは、流体の動きがほとんど発生せず、伝導熱損失が重要であることを示します。 流量が増加するにつれて、それらは乱流であると説明され、多くの場合、100から最大1,000までの範囲のヌッセルト数の値になります。 100から1,000の間のヌッセルト数の値は、発生する熱伝達の支配的な形態が対流によるものであり、伝導はわずかな役割しか果たさないという事実を示しています。 そのような数値は、熱伝達が望ましい特性または望ましくない特性のいずれかであるエンジニアリングのさまざまな側面で知っておくべき重要な値です。 高いヌッセルト数シリンダー移動速度は乱流であり、外部環境への伝導によって材料の熱エネルギーがほとんど失われない配管を通る流体の流れなどの効率的な熱移動方法と見なされます。