Nusselt-luku on dimensioton parametri, jota käytetään kuvaamaan konvektiivista lämmönsiirtoa nesteenvirtauksessa. Se on erityisen tärkeää lämmönvaihtimien suunnittelussa ja analysoinnissa, jossa myrskyinen virtaus parantaa lämmönsiirron tehokkuutta. Nusselt-lukujen laskeminen myrskyisissä olosuhteissa edellyttää ymmärtämistä virtausominaisuuksista ja empiiristen korrelaatioiden soveltamista.

Nusselt-numeron ymmärtäminen

Nusselt-numero (Nu) viittaa konvektiiviseen lämmönsiirtoon johtavaan lämmönsiirtoon. Se määritellään konvektiivin ja johtavan lämmönsiirron suhteeksi rajan yli. Turbulentin virtauksen ollessa Nusselt-luku yleensä kasvaa, mikä viittaa tehokkaampaan lämmönsiirtoon.

Turbulenttisen virtauksen empiiriset korrelaatiot

Useita empiirisiä korrelaatioita on olemassa arvioida Nusselt numero myrskyisä virtaus lämmönvaihtimien. Nämä korrelaatiot riippuvat parametreista, kuten Reynolds numero, Prandtl numero, ja geometria. Yleisesti käytetyt korrelaatiot sisältävät Dittus-Boelter ja Sieder-Tate yhtälöt.

Nusselt-numeron laskeminen

Nusselt-numeron laskemiseksi on noudatettava seuraavia ohjeita:

  • Määritetään virtausjärjestelmä laskemalla Reynoldsin numero.
  • Määritetään asianmukainen empiirinen korrelaatio virtausolosuhteiden ja geometrian perusteella.
  • Laske Nusselt numero valitsemalla korrelaatio, joka sisältää neste ominaisuuksia, kuten viskositeetti, lämmönjohtavuus, ja erityinen lämpö.

Esimerkki Vastaavuus: Dittus-Boelter Yhtälö

Dittus-Boelter yhtälö käytetään usein turbulenssi virtaus sisällä putket:

]Nu = 0.023 Re0.8 Pr[n[[[]]

jossa Re on Reynolds numero, Pr on Prandtl numero, ja n on 0,4 lämmityksessä ja 0,3 jäähdytysnesteissä.