Просмотр кода страницы Число Нуссельта

'''Нуссельта число''' <math>~(Nu)</math> — один из основных [[Подобия критерии|критериев подобия]] тепловых процессов, характеризующий соотношение между интенсивностью [[Теплообмен|теплообмена]] за счёт [[Конвекция|конвекции]] и интенсивностью [[Теплообмен|теплообмена]] за счёт [[Теплопроводность|теплопроводности]] (в условиях неподвижной среды). Названо в честь немецкого инженера [[Нуссельт, Вильгельм|Вильгельма Нуссельта]].


: <math>\mathit{Nu}_l = \frac{al}{\lambda}= \frac{q_c}{q_\lambda}</math> <ref>[http://www.jhu.edu/virtlab/heat/nusselt/nusselt.htm Simple derivation of the Nusselt number from Newton’s law of cooling]</ref>

где:
* ''l'' — [[характерный размер]]
* ''λ'' — [[Теплопроводность|коэффициент теплопроводности]] среды
* ''a'' — [[коэффициент теплоотдачи]]
* ''q<sub>c</sub>'' — [[тепловой поток]] за счёт [[Конвекция|конвекции]]
* ''q<sub>λ</sub>'' — [[тепловой поток]] за счёт [[Теплопроводность|теплопроводности]]

== Характерные значения ==
Число Нуссельта всегда больше или равно 1. То есть [[тепловой поток]] за счёт [[Конвекция|конвекции]] всегда превышает по своей величине [[тепловой поток]] за счёт [[Теплопроводность|теплопроводности]].

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

Для течений жидкости в каналах можно показать, что для [[Стационарный процесс|установившегося]] [[Ламинарное течение|ламинарного течения]] '''Nu=4.36''' (при условии, что тепловой поток в стенку постоянен) и '''Nu=3.66''' (при условии, что постоянна температура стенки) <ref>[http://www.k204.ru/books/kto.pdf Г. А. Дрейцер Основы конвективного теплообмена в каналах]</ref>

== Эмпирические зависимости ==
{{нет источников в разделе}}
=== Свободная конвекция на вертикальной пластине ===

<math>\overline{Nu}_L \ = 0.68 + \frac{0.67Ra_L^{1/4}}{\left[1 + (0.492/Pr)^{9/16} \, \right]^{4/9} \,} \quad Ra_L \le 10^9 </math> <ref name=incrop>{{cite book | first = Frank P. | last = Incropera | coauthors = DeWitt, David P. | title = Fundamentals of Heat and Mass Transfer | edition = 4th Edition | publisher = Wiley }}p 493</ref>
: (где <math>Ra_x = Gr_xPr </math> — [[число Рэлея]])

=== Свободная конвекция на горизонтальной пластине ===

Для ориентированной вверх горячей поверхности в холодной среде или для ориентированной вниз холодной поверхности в горячей среде.<ref name=incrop/>

<math>\overline{Nu}_L \ = 0.54 Ra_L^{1/4} \, \quad 10^4 \le Ra_L \le 10^7</math>

<math>\overline{Nu}_L \ = 0.15 Ra_L^{1/3} \, \quad 10^7 \le Ra_L \le 10^{11}</math>

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

<math>\overline{Nu}_L \ = 0.27 Ra_L^{1/4} \, \quad 10^5 \le Ra_L \le 10^{10}</math>

=== Теплоотдача при вынужденной конвекции в трубах ===

: <math>Nu_D = 0.023 Re_D^{4/5} Pr^{n}</math>
где:
* Re — [[число Рейнольдса]]
* D — [[характерный размер]]
* Pr — [[Число Прандтля]]
* n=0.4 в условиях нагрева жидкости и n=0.3 в условиях охлаждения жидкости<ref name=incrop/>

== См. также ==
* [[Теплопередача]]

== Ссылки ==
<references/>
{{Критерии подобия}}

[[Категория:Термодинамика]]
[[Категория:Гидродинамика]]


{{Википедия}}