Vad är Nusselt -numret?
Ett Nusselt -nummer är produkten från en förhållandesjämförelse för värmeöverföring mellan två vätskor där konvektionsvärmeöverföring delas upp med materialets värmeledningsförmåga. Det är ett enhetslöst nummer som i huvudsak ger en jämförelsehastighet för hur snabb värme som överförs mellan material där konvektion sker, eller ett flöde av en gas eller vätska, jämfört med grundläggande värmeöverföring genom ledning där liten inre rörelse av materia sker. Även om Nusselt -antalet ofta används för att mäta värmeöverföring i vätskor, kan det också användas för att jämföra konvektion med ledningsvärmeöverföringshastigheter mellan fasta ämnen genom gasflöde. Grunden för jämförelser av värmeöverföring i material upprättades av Ernst Wilhelm Nusselt, en tysk mekanisk ingenjör som undervisade vid Dresden under början av 20 th århundradet. Hans banbrytande arbete inom flytande mekanik vid den tiden resulterade i att Nusselt -numret fick sitt namn efter honom.
En typisk konvektion Nusselt -nummerekvation är nu = hl/λ. Nu representerar Nusselt -numret, H är värmeöverföringskoefficienten som kan mätas i watt per kvadratmeter gånger temperaturen kelvin (w/m 2 k). l är lika med längden på gränsskiktet i meter av ett material där värme överförs, och lambda (λ) representerar den etablerade värmeledningsförmågan hos materialet i watt per meter Kelvin eller w/Mk. Mätningen av Nusselt -antal värme är endast en mätning över ytgränser och är direkt relaterad till Newtons kylningslag från vilken antalet också kan härledas.
När Nusselt -korrelation är nära ett värde på en, indikerar detta att en typ av värmeöverföringsflöde som kallas laminärt flöde eller snigelflöde, vilket indikerar att mycket lite vätskefrotning sker och ledande värmeförlust är viktigt. När flödeshastigheterna ökar är de deSkript som turbulent och kan ofta resultera i Nusselt -nummervärden som sträcker sig från 100 på upp till 1 000. Varje värde för ett Nusselt -nummer mellan 100 till 1 000 indikerar det faktum att den dominerande formen av värmeöverföring sker genom konvektion, och ledningen spelar bara en mindre roll. Sådana siffror är viktiga värden att veta i olika aspekter av teknik, där värmeöverföring kan vara antingen ett önskvärt eller oönskat drag. En hög nussel -cylinderöverföringshastighet anses vara turbulent och en effektiv metod för värmeöverföring, till exempel i vätskeflöde genom rörledningar där lite värmeenergi i materialet går förlorat genom ledning till den yttre miljön.