Qual é o número de Nusselt?

Um número de Nusselt é o produto de uma comparação de proporção para transferência de calor entre dois fluidos onde a transferência de calor da convecção é dividida pela condutividade térmica do material em repouso. É um número sem unidade que essencialmente fornece uma taxa de comparação para a rapidez com que o calor é transferido entre os materiais onde a convecção está ocorrendo ou um fluxo de gás ou líquido, em comparação com a transferência básica de calor por condução, onde está ocorrendo pouco movimento interno. Embora o número de Nusselt seja frequentemente usado para medir a transferência de calor em fluidos, ele também pode ser usado para comparar a convecção para conduzir as taxas de transferência de calor entre os sólidos pelo fluxo de gás. A base para comparações de transferência de calor em materiais foi estabelecida por Ernst Wilhelm Nusselt, um engenheiro mecânico alemão que ensinou em Dresden durante o início do século XX . Seu trabalho pioneiro em mecânica de fluidos na época resultou no nome de Nusselt sendo nomeado em homenagem a ele.

Uma equação do número de Nusselt típica é nu = hl/λ. nu representa o número de Nusselt, h é o coeficiente de transferência de calor que pode ser medido em watts por metro quadrado vezes a temperatura Kelvin (W/M 2 k). L é igual ao comprimento da camada limite em metros de um material onde o calor está sendo transferido e lambda (λ) representa a condutividade térmica estabelecida do material em watts por metro kelvin ou w/mk. A medição do calor do número de Nusselt é apenas uma medição entre os limites da superfície e está diretamente relacionada à lei de resfriamento de Newton do qual o número também pode ser derivado.

Quando a correlação de Nusselt está próxima de um valor de um, isso indica um tipo de fluxo de transferência de calor conhecido como fluxo laminar ou fluxo de lesmas, o que indica que muito pouco movimento de fluido está ocorrendo e a perda de calor condutora é importante. À medida que as taxas de fluxo aumentam, elas são deScribed como sendo turbulento e geralmente pode resultar em valores de números de Nusselt que variam de 100 em até 1.000. Qualquer valor para um número de Nusselt entre 100 a 1.000 é indicativo do fato de que a forma dominante de transferência de calor ocorre é por convecção, e a condução apenas desempenha um papel menor. Tais números são valores importantes a serem conhecidos em vários aspectos da engenharia, onde a transferência de calor pode ser uma característica desejável ou indesejável. Uma taxa de transferência de cilindros com alto número de Nusselt é considerada turbulenta e um método eficiente de transferência de calor, como no fluxo de fluido através da tubulação, onde pouca energia térmica no material é perdida através da condução para o ambiente externo.