Число Нуссельта

Число Нуссельта () — один из основных критериев подобия тепловых процессов, характеризующий соотношение между интенсивностью теплообмена за счёт конвекции и интенсивностью теплообмена за счёт теплопроводности (в условиях неподвижной среды). Названо в честь немецкого инженера Вильгельма Нуссельта.

[1]

где:

Характерные значения

Число Нуссельта всегда больше или равно 1. То есть тепловой поток за счёт конвекции всегда превышает по своей величине тепловой поток за счёт теплопроводности .

Обычно для ламинарных течений число Нуссельта находится в диапазоне от 1 до 20. Большие числа Нуссельта (>100) свидетельствуют о сильном конвективном тепловом потоке, что является характеристикой турбулентных течений.

Для течений жидкости в круглых трубах можно показать, что для установившегося ламинарного течения (при условии, что тепловой поток в стенку постоянен) и (при условии, что постоянна температура стенки).[2]

Эмпирические зависимости

Свободная конвекция на вертикальной пластине

[3]

где  — число Рэлея.

Свободная конвекция на горизонтальной пластине

Если характерную длину определить как:

,

где — площадь пластины, и — её периметр. Тогда для ориентированной вверх горячей поверхности в холодной среде или для ориентированной вниз холодной поверхности в горячей среде:[3]

Для ориентированной вниз горячей поверхности в холодной среде или для ориентированной вверх холодной поверхности в горячей среде:

Теплоотдача при вынужденной конвекции в трубах

где:

  •  — число Рейнольдса;
  •  — характерный размер;
  •  — Число Прандтля;
  • в условиях нагрева жидкости и в условиях охлаждения жидкости.[3]


См. также

Примечания

  1. Simple derivation of the Nusselt number from Newton’s law of cooling.
  2. Дрейцер Г. А. Основы конвективного теплообмена в каналах.
  3. Incropera, Frank P.; DeWitt, David P. Fundamentals of Heat and Mass Transfer (неопр.). — 4th Edition. — Wiley. — p. 493.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.