Περιεχόμενο
Ο αριθμός Nusselt είναι ο λόγος μεταφοράς θερμότητας μέσω μεταφοράς και αγωγής. Αυτές οι μεταφορές μετριούνται κατά μήκος της επιφάνειας του εξεταζόμενου αντικειμένου. Η μεταφορά θερμότητας με τη μέτρηση μετριέται υπό τις ίδιες συνθήκες με τη μεταφορά θερμότητας μεταφοράς, εκτός από το ότι το υπό δοκιμή αντικείμενο στη δεύτερη περίπτωση είναι βυθισμένο σε στάσιμο υγρό. Ο αριθμός Nusselt μπορεί να υπολογιστεί από ένα χαρακτηριστικό μήκος του αντικειμένου που δοκιμάστηκε, τον συντελεστή μεταφοράς θερμότητας του υλικού του και την θερμική αγωγιμότητα του υγρού.
Οδηγίες
-
Καθορίστε τον αριθμό Nusselt ως NuL = μεταφορά θερμότητας μεταφοράς / μεταφοράς θερμικής αγωγιμότητας, όπου NuL είναι ο αριθμός Nusselt για το χαρακτηριστικό μήκος του εξεταζόμενου αντικειμένου. Για παράδειγμα, στην περίπτωση μιας κάθετης πλάκας, αυτή η τιμή είναι το μήκος της πλάκας.
-
Υπολογίστε τη μεταφορά θερμότητας με τη μέθοδο convection ως hL, όπου h είναι ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας με τη μεταφορά του εξεταζόμενου υλικού και το L είναι το χαρακτηριστικό μήκος. Η μεταφορά θερμότητας αγωγής, kf, είναι ίση με τη θερμική αγωγιμότητα.
-
Χρησιμοποιήστε τις τιμές μεταφοράς θερμότητας που λαμβάνονται στο Βήμα 2 για να υπολογίσετε τον αριθμό Nusselt από τις παρατηρούμενες τιμές. Από NuL = Μεταφορά θερμότητας από τη μεταφορά / μεταφορά θερμότητας με αγωγιμότητα = hL / kf, παίρνουμε NuL = hL / kf.
-
Παρατηρήστε ότι ο αριθμός Nusselt είναι αδιάστατος, δηλαδή δεν έχει μονάδες. Αυτός ο αριθμός είναι ένας λόγος μεταξύ των ποσοτήτων μεταφοράς θερμότητας και συνεπώς δεν έχει μονάδες, υπό τον όρο ότι οι ποσότητες θα μετρηθούν σε ίσες μονάδες.
-
Ερμηνεύστε τον αριθμό Nusselt. Μια τιμή κοντά στο 1, όπου η μεταφορά θερμότητας με τη μεταφορά και την αγωγιμότητα είναι περίπου ίση, ονομάζεται στρωματοειδές καθεστώς. Ένας υψηλός αριθμός Nusselt δηλώνει πιο ενεργή μεταφορά, όπως στην περίπτωση των στροβιλών υγρών, όπου οι αριθμοί Nusselt μπορούν να κυμανθούν από 100 έως 1.000.
Τα βήματα
Τι χρειάζεστε
- Υπολογιστής με επιστημονικές λειτουργίες