Kas yra Nusselto numeris?

Nusselto skaičius yra dviejų skysčių šilumos perdavimo santykio palyginimo produktas, kai konvekcinis šilumos perdavimas yra padalintas iš medžiagos šilumos laidumo ramybės būsenoje. Tai yra skaičius be vienetų, iš esmės suteikiantis palyginimo greitį, kaip greitai perduodama šiluma tarp medžiagų, kuriose vyksta konvekcija, arba dujų ar skysčio srautas, palyginti su pagrindiniu šilumos perdavimu laidumo būdu, kai medžiaga juda mažai. vyksta. Nors Nuselto skaičius dažnai naudojamas šilumos perdavimui skysčiuose matuoti, jis taip pat gali būti naudojamas lyginant konvekciją su laidumo šilumos perdavimo greičiu tarp kietųjų medžiagų pagal dujų srautą. Šilumos perdavimo medžiagose palyginimo pagrindus sukūrė Ernstas Wilhelmas Nusseltas, vokiečių mechanikos inžinierius, dėstęs Drezdene XX amžiaus pradžioje. Jo novatoriškas darbas skysčių mechanikoje tuo metu lėmė, kad Nusselto numeris buvo pavadintas jo vardu.

Tipinė konvekcinė Nuselto skaičiaus lygtis yra Nu = hL/λ. Nu reiškia Nuselto skaičių, h yra šilumos perdavimo koeficientas, kurį galima išmatuoti vatais kvadratiniam metrui, padauginus iš temperatūros Kelvino (W/m2K). L yra lygus medžiagos, kurioje perduodama šiluma, ribinio sluoksnio ilgiui metrais, o lambda (λ) reiškia nustatytą medžiagos šilumos laidumą vatais kelvino metrui arba W/mK. Nusselt skaičiaus šilumos matavimas yra matavimas tik per paviršiaus ribas ir yra tiesiogiai susijęs su Niutono aušinimo įstatymu, iš kurio taip pat galima nustatyti skaičių.

Kai Nusselt koreliacija yra artima vienetui, tai rodo šilumos perdavimo srauto tipą, žinomą kaip laminarinis srautas arba šliužo srautas, o tai rodo, kad vyksta labai mažas skysčio judėjimas ir laidus šilumos nuostoliai yra svarbūs. Didėjant srauto greičiui, jie apibūdinami kaip turbulentiški ir dažnai gali sukelti Nusselto skaičiaus vertes, kurios svyruoja nuo 100 iki 1,000. Bet kokia Nusselt skaičiaus reikšmė nuo 100 iki 1,000 rodo faktą, kad dominuojanti šilumos perdavimo forma yra konvekcija, o laidumas vaidina nedidelį vaidmenį. Tokie skaičiai yra svarbios vertės, kurias reikia žinoti įvairiuose inžinerijos aspektuose, kur šilumos perdavimas gali būti pageidaujamas arba nepageidaujamas bruožas. Didelio Nusselt skaičiaus cilindro perdavimo greitis laikomas turbulenčiu ir efektyviu šilumos perdavimo būdu, pvz., skysčių sraute vamzdynais, kai medžiagoje prarandama mažai šilumos energijos dėl laidumo išorinei aplinkai.