Kas ir Nuseltas numurs?

Nuselta skaitlis ir divu šķidrumu siltuma pārneses attiecības salīdzinājuma reizinājums, kur konvekcijas siltuma pārnesi dala ar materiāla siltumvadītspēju miera stāvoklī. Tas ir skaitlis bez vienībām, kas būtībā nodrošina salīdzināšanas ātrumu starp materiāliem, kur notiek konvekcija, vai gāzes vai šķidruma plūsmu, salīdzinot ar pamata siltuma pārnesi, kur vielas iekšēja kustība ir neliela. notiek. Lai gan Nuselta skaitli bieži izmanto, lai mērītu siltuma pārnesi šķidrumos, to var izmantot arī, lai salīdzinātu konvekcijas un vadītspējas siltuma pārneses ātrumu starp cietajām vielām ar gāzes plūsmu. Pamatu siltuma pārneses salīdzināšanai materiālos izveidoja Ernsts Vilhelms Nuselts, vācu inženieris mehāniķis, kurš mācīja Drēzdenē 20. gadsimta sākumā. Viņa novatoriskais darbs šķidruma mehānikā tajā laikā noveda pie tā, ka Nuseltas numurs tika nosaukts viņa vārdā.

Tipisks konvekcijas Nuselta skaitļu vienādojums ir Nu = hL/λ. Nu apzīmē Nuselta skaitli, h ir siltuma pārneses koeficients, ko var izmērīt vatos uz kvadrātmetru, kas reizināts ar temperatūru Kelvins (W/m2K). L ir vienāds ar materiāla robežslāņa garumu metros, kurā tiek pārnests siltums, un lambda (λ) apzīmē materiāla noteikto siltumvadītspēju vatos uz metru Kelvina vai W/mK. Nuselta skaitļa siltuma mērījums ir mērījums tikai pāri virsmas robežām, un tas ir tieši saistīts ar Ņūtona dzesēšanas likumu, no kura var arī iegūt skaitli.

Ja Nusselt korelācija ir tuvu vienai vērtībai, tas norāda uz siltuma pārneses plūsmas veidu, kas pazīstams kā laminārā plūsma vai slāņa plūsma, kas norāda, ka notiek ļoti maza šķidruma kustība un ir svarīgi vadītspējīgi siltuma zudumi. Palielinoties plūsmas ātrumam, tie tiek raksturoti kā turbulenti, un bieži vien var izraisīt Nuseltas skaitļu vērtības, kas svārstās no 100 līdz 1,000. Jebkura Nuselta skaitļa vērtība no 100 līdz 1,000 norāda uz faktu, ka dominējošais siltuma pārneses veids ir konvekcija, un vadītspējai ir tikai neliela nozīme. Šādi skaitļi ir svarīgas vērtības, kas jāzina dažādos inženierijas aspektos, kur siltuma pārnese var būt vēlama vai nevēlama īpašība. Liels Nuselta skaitļa cilindra pārneses ātrums tiek uzskatīts par turbulentu un efektīvu siltuma pārneses metodi, piemēram, šķidruma plūsmā pa cauruļvadiem, kur materiālā tiek zaudēta maz siltumenerģijas, vadot to ārējai videi.