Inhalt: Nusselt Nummer
Was ist Nusselt Nummer? Nusselt-Nummerndefinition
https://en.wikipedia.org/wiki/Nusselt_number
- Die Konvektions- und Leitungswärme fließt parallel zueinander.
- Die Oberfläche ist normal zur Grenzfläche und vertikal zum mittleren Flüssigkeitsstrom.
Nusselt-Zahlengleichung | Nusselt-Zahlenformel
Die durchschnittliche Nusselt-Zahl kann wie folgt formuliert werden:
Nu = Konvektive Wärmeübertragung / leitende Wärmeübertragung
Nu = h / (k / lc)
Nu = hLc/k
wobei h = konvektiver Wärmeübergangskoeffizient der Strömung
L = die charakteristische Länge
k = Wärmeleitfähigkeit des Fluids.
Die lokale Nusselt-Nummer wird als dargestellt
Nu = hx / k
x = Abstand von der Grenzfläche
Bedeutung der Nusselt-Zahl.
Dies hängt mit der konvektiven und leitenden Wärmeübertragung für die gleichen Arten von Flüssigkeiten zusammen.
Es hilft auch bei der Verbesserung der konvektiven Wärmeübertragung durch eine Fluidschicht im Verhältnis zur leitenden Wärmeübertragung für dasselbe Fluid.
Es ist nützlich bei der Bestimmung des Wärmeübergangskoeffizienten des Fluids.
Es hilft, die Faktoren zu identifizieren, die den Widerstand gegen die Wärmeübertragung bereitstellen, und hilft bei der Verbesserung der Faktoren, die den Wärmeübertragungsprozess verbessern können.
Nusselt-Zahlenkorrelationen.
Bei freier Konvektion wird die Nusselt-Zahl als Funktion der Rayleigh-Zahl (Ra) und der Prandtl-Zahl (Pr) in einfacher Darstellung dargestellt
Nu = f (Ra, Pr).
Bei erzwungener Konvektion wird die Nusselt-Zahl auf einfache Weise als Funktion von Reynolds Zahl (Re) und Prandtl-Zahl (Pr) dargestellt
Nu = f (Re, Pr)
Nusselt-Nummer für freie Konvektion.
Für freie Konvektion an der senkrechten Wand
Für RaL<108
Für horizontale Platte
- Wenn sich die Oberseite des heißen Körpers in einer kalten Umgebung befindet
NuL = 0.54 RaL1/4 für Rayleigh-Zahl im Bereich 104<RaL<107
NuL = 0.15 RaL1/3für Rayleigh-Zahl im Bereich 107<RaL<1011
- Wenn die Unterseite des heißen Körpers Kontakt mit der kalten Umgebung hat
- NuL = 0.52 RaL1/5für Rayleigh-Zahl im Bereich 105<RaL<1010
Nusselt-Zahlenkorrelationen für erzwungene Konvektion.
Für voll entwickelte laminare Strömung über flache Platte
Re <5 × 105, Lokale Nusselt-Nummer
NuL = 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Aber für voll entwickelte laminare Strömung
Durchschnittliche Nusselt-Zahl = 2 * Lokale Nusselt-Zahl
Nu = 2 · 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Nu = 0.664 (Rex)1/2(PR)1/3
Für kombinierte laminare und turbulente Grenzschicht
Nu = [0.037ReL4/5 - 871] Pr1/3
Nusselt-Zahl für laminare Strömung Durchschnittliche flache Nusselt-Nummernplatte
Für voll entwickelte laminare Strömung über flache Platte[Erzwungene Konvektion]
Re <5 × 105, Lokale Nusselt-Nummer
NuL = 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Aber für voll entwickelte laminare Strömung
Durchschnittliche Nusselt-Zahl = 2 * Lokale Nusselt-Zahl
Nu = 2 · 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Nu = 0.664 (Rex)1/2(PR)1/3
Für horizontale Platte [Freie Konvektion]
- Wenn sich die Oberseite des heißen Körpers in einer kalten Umgebung befindet
NuL = 0.54 RaL1/4 für Rayleigh-Zahl im Bereich 104<RaL<107
NuL = 0.15 RaL1/3 für Rayleigh-Zahl im Bereich 107<RaL<1011
- Wenn die Unterseite des heißen Körpers Kontakt mit der kalten Umgebung hat
- NuL = 0.52 RaL1/5für Rayleigh-Zahl im Bereich 105<RaL<1010
Nusselt-Nummer für laminare Strömung im Rohr
Für ein kreisförmiges Rohr mit dem Durchmesser D mit einem voll entwickelten Bereich im gesamten Rohr gilt Re <2300
Nu = hD / k
Wobei h = konvektiver Wärmeübergangskoeffizient der Strömung
D = Rohrdurchmesser
k = Wärmeleitfähigkeit des Fluids.
Für ein kreisförmiges Rohr mit dem Durchmesser D mit einer transienten Strömung durch das Rohr 2300 <Re <4000
Nusselt-Nummer für turbulente Strömung im Rohr
Nusselt-Nummer Für ein kreisförmiges Rohr mit dem Durchmesser D mit einer turbulenten Strömung durch das Rohr Re> 4000
Nach der Dittus-Boelter-Gleichung
Nu = 0.023 Re0.8 Prn
n = 0.3 zum Heizen, n = 0.4 zum Kühlen
Nusselt-Zahl in Bezug auf Reynolds-Zahl
Für voll entwickelte laminare Strömung über flache Platte
Re <5 × 105, Lokale Nusselt-Nummer
NuL = 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Aber für voll entwickelte laminare Strömung
Durchschnittliche Nusselt-Zahl = 2 * Lokale Nusselt-Zahl
Nu = 2 · 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Nu = 0.664 (Rex)1/2(PR)1/3
Für kombinierte laminare und turbulente Grenzschicht
Nu = [0.037ReL4/5 - 871] Pr1/3
Nusselt-Nummer Für ein kreisförmiges Rohr mit dem Durchmesser D mit einer turbulenten Strömung durch das Rohr Re> 4000
Nach der Dittus-Boelter-Gleichung
Nu = 0.023 Re0.8 Prn
n = 0.3 zum Heizen, n = 0.4 zum Kühlen
Lokale Nusselt-Nummer
Für voll entwickelte laminare Strömung über flache Platte[Erzwungene Konvektion]
Re <5 × 105, Lokale Nusselt-Nummer
NuL = 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Aber für voll entwickelte laminare Strömung
Durchschnittliche Nusselt-Zahl = 2 * Lokale Nusselt-Zahl
Nu = 2 · 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Nu = 0.664 (Rex)1/2(PR)1/3
Nusselt-Zahlenkorrelationen für die natürliche Konvektion
Aussichten für Laminare Strömung über senkrechter Platte (natürliche Konvektion)Nux = 0.59 (Gr.Pr)0.25
Wobei Gr = Grashoff-Zahl
Pr = Prandtl-Nummer
g = Erdbeschleunigung
β = Fluid-Wärmeausdehnungskoeffizient
ΔT = Temperaturdifferenz
L = charakteristische Länge
ν = kinematische Viskosität
μ = dynamische Viskosität
Cp = Spezifische Wärme bei konstantem Druck
k = Wärmeleitfähigkeit des Fluids.
Für turbulente Strömung
Nu = 0.36 (Gr.Pr)1/3
Nusselt-Zahl Wärmeübergangskoeffizient
Die durchschnittliche Nusselt-Zahl kann wie folgt formuliert werden:
Nu = Konvektive Wärmeübertragung / leitende Wärmeübertragung
Nu = h / (k / lc)
Nu = hLc/k
wobei h = konvektiver Wärmeübergangskoeffizient der Strömung
L = die charakteristische Länge
k = Wärmeleitfähigkeit des Fluids.
Die lokale Nusselt-Nummer wird von angegeben
Nu = hx / k
x = Abstand von der Grenzfläche
Für ein kreisförmiges Rohr mit dem Durchmesser D,
Nu = hD / k
Wobei h = konvektiver Wärmeübergangskoeffizient der Strömung
D = Rohrdurchmesser
k = Wärmeleitfähigkeit des Fluids.
Nusselt Nummerntabelle | Nusselt Anzahl der Luft.
Biot-Nummer gegen Nusselt-Nummer
Beide sind dimensionslose Zahlen, die verwendet werden, um den konvektiven Wärmeübergangskoeffizienten zwischen Wand oder Festkörper und der über den Körper fließenden Flüssigkeit zu ermitteln. Sie sind beide als hL formuliertc/ k. Die Biot-Zahl wird jedoch für Feststoffe und die Nusselt-Zahl für Flüssigkeiten verwendet.
In der Biot-Zahlenformel hLc/ k für die Wärmeleitfähigkeit (k) des Feststoffs wird berücksichtigt, während in Nusselt Number die Wärmeleitfähigkeit (k) des über den Feststoff fließenden Fluids berücksichtigt wird.
Die Biot-Nummer ist nützlich, um festzustellen, ob der kleine Körper ringsum eine homogene Temperatur hat oder nicht.
Nusselt Nummer Wärmetauscher
Für ein kreisförmiges Rohr mit dem Durchmesser D mit einem voll entwickelten Bereich im gesamten Rohr gilt Re <2300
Nu = hD / k
Wobei h = konvektiver Wärmeübergangskoeffizient der Strömung
D = Rohrdurchmesser
k = Wärmeleitfähigkeit des Fluids.
Für ein kreisförmiges Rohr mit dem Durchmesser D mit einer transienten Strömung durch das Rohr 2300 <Re <4000
Nusseltzahl für turbulente Strömung im Rohr: Nusseltzahl Für ein kreisförmiges Rohr mit Durchmesser D mit turbulenter Strömung im gesamten Rohr Re> 4000
Nach der Dittus-Boelter-Gleichung
Nu = 0.023 Re0.8 Prn
n = 0.3 zum Heizen, n = 0.4 zum Kühlen
Probleme
F.1)Die nicht dimensionale Fluidtemperatur in der Nähe der Oberfläche einer konvektiv gekühlten flachen Platte wird wie nachstehend angegeben angegeben. Hier wird y senkrecht zur Platte berechnet, L ist die Länge der Platte und a, b und c sind konstant. T.w und T∞ sind entsprechend Wand- und Umgebungstemperatur.
Wenn die Wärmeleitfähigkeit (k) und der Wandwärmefluss (q ′ ′) dann beweisen, dass Nusselt-Zahl
Nu = q/Tw – T / (L/k) = b
Lösung:
Tw – T (Tw – T) = a + b (y/L) + c (y/L) = 0
bei y = 0
Nu = q (tw – T )(L/k) = b
Daher bewiesen
F.2) Wasser fließt durch ein Rohr mit Durchm. von 25 mm bei einer Geschwindigkeit von 1 m / s. Die angegebenen Eigenschaften von Wasser sind Dichte ρ = 1000 kg / m3μ = 7.25 · 10-4 Ns / m2k = 0.625 W / m. K, Pr = 4.85. und Nu = 0.023Re0.8 Pr0.4. Berechnen Sie dann den Koeffizienten der konvektiven Wärmeübertragung.
TOR ME-14-SET-4
Lösung:
Re = p VD = 1000 x 1 x 25 x 10
(-3) (7.25)
Re = 34482.75
Pr = 4.85, Nu = 0.023Re0.8 Pr0.4,
Nu = 0.023 * 34482.7580.8 * 4.850.4
Nu = 184.5466 = hD / k
h = 184.5466 / 0.625 (25 x 10 (-3)
FAQ
1. Was ist der Unterschied zwischen der Biot-Nummer und der Nusselt-Nummer?
Antwort: Beide sind dimensionslose Zahlen, die verwendet werden, um den konvektiven Wärmeübergangskoeffizienten zwischen Wand oder Festkörper und der über den Körper fließenden Flüssigkeit zu ermitteln. Sie sind beide als hL formuliertc/ k. Die Biot-Zahl wird jedoch für Feststoffe und die Nusselt-Zahl für Flüssigkeiten verwendet.
In der Biot-Zahlenformel hLc/ k für die Wärmeleitfähigkeit (k) des Feststoffs wird berücksichtigt, während in Nusselt Number die Wärmeleitfähigkeit (k) des über den Feststoff fließenden Fluids berücksichtigt wird.
Die Biot-Nummer ist nützlich, um festzustellen, ob der kleine Körper ringsum eine homogene Temperatur hat oder nicht.
2. Wie finden Sie den Durchschnitt einer Nusselt-Zahl?
Antwort: Die durchschnittliche Nusselt-Zahl kann wie folgt formuliert werden:
Nu = Konvektive Wärmeübertragung / leitende Wärmeübertragung
Nu = h / (k / lc)
Nu = hLc/k
wobei h = konvektiver Wärmeübergangskoeffizient der Strömung
L = die charakteristische Länge
k = Wärmeleitfähigkeit des Fluids.
Die lokale Nusselt-Nummer wird von angegeben
Nu = hx / k
x = Abstand von der Grenzfläche
3. Wie berechnet man die Nusselt-Zahl?
Antwort: Die durchschnittliche Nusselt-Zahl kann wie folgt formuliert werden:
Nu = Konvektive Wärmeübertragung / leitende Wärmeübertragung
Nu = h / (k / lc)
Nu = hLc/k
wobei h = konvektiver Wärmeübergangskoeffizient der Strömung
L = die charakteristische Länge
k = Wärmeleitfähigkeit des Fluids.
Die lokale Nusselt-Nummer wird von angegeben
Nu = hx / k
x = Abstand von der Grenzfläche
Für voll entwickelte laminare Strömung über flache Platte[Erzwungene Konvektion]
Re <5 × 105, Lokale Nusselt-Nummer
NuL = 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Aber für voll entwickelte laminare Strömung
Durchschnittliche Nusselt-Zahl = 2 * Lokale Nusselt-Zahl
Nu = 2 · 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Nu = 0.664 (Rex)1/2(PR)1/3
4. Kann die Nusselt-Zahl negativ sein?
Antwort: Die durchschnittliche Nusselt-Zahl kann wie folgt formuliert werden:
Nu = Konvektive Wärmeübertragung / leitende Wärmeübertragung
Nu = h / (k / lc)
Nu = hLc/k
wobei h = konvektiver Wärmeübergangskoeffizient der Strömung
L = die charakteristische Länge
k = Wärmeleitfähigkeit des Fluids.
Bei konstanten Eigenschaften ist der Wärmeübergangskoeffizient direkt proportional zu Nu.
Wenn also der Wärmeübergangskoeffizient negativ ist, kann die Nusselt-Zahl auch negativ sein.
5. Nusselt-Nummer gegen Reynolds-Nummer
Antwort: Bei erzwungener Konvektion ist die Nusselt-Zahl die Funktion der Reynolds-Zahl und der Prandtl-Zahl
Nu = f (Re, Pr)
Für ein kreisförmiges Rohr mit dem Durchmesser D mit einem voll entwickelten Bereich im gesamten Rohr gilt Re <2300
Nu = hD / k
Wobei h = konvektiver Wärmeübergangskoeffizient der Strömung
D = Rohrdurchmesser
k = Wärmeleitfähigkeit des Fluids.
Für ein kreisförmiges Rohr mit dem Durchmesser D mit einer transienten Strömung durch das Rohr 2300 <Re <4000
Nusselt-Nummer für turbulente Strömung im Rohr
Nusselt-Nummer Für ein kreisförmiges Rohr mit dem Durchmesser D mit einer turbulenten Strömung durch das Rohr Re> 4000
Nach der Dittus-Boelter-Gleichung
Nu = 0.023 Re0.8 Prn
n = 0.3 zum Heizen, n = 0.4 zum Kühlen
Nusselt-Zahl in Bezug auf Reynolds-Zahl
Für voll entwickelte laminare Strömung über flache Platte
Re <5 × 105, Lokale Nusselt-Nummer
NuL = 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Aber für voll entwickelte laminare Strömung
Durchschnittliche Nusselt-Zahl = 2 * Lokale Nusselt-Zahl
Nu = 2 · 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Nu = 0.664 (Rex)1/2(PR)1/3
Für kombinierte laminare und turbulente Grenzschicht
Nu = [0.037ReL4/5 - 871] Pr1/3
Nusselt-Nummer Für ein kreisförmiges Rohr mit dem Durchmesser D mit einer turbulenten Strömung durch das Rohr Re> 4000
Nach der Dittus-Boelter-Gleichung
Nu = 0.023 Re0.8 Prn
n = 0.3 zum Heizen, n = 0.4 zum Kühlen
6. Berechnen Sie die Nusselt-Zahl mit Reynolds?
Ans: Für voll entwickelte laminare Strömung über flache Platte[Erzwungene Konvektion]
Re <5 × 105, Lokale Nusselt-Nummer
NuL = 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Aber für voll entwickelte laminare Strömung
Durchschnittliche Nusselt-Zahl = 2 * Lokale Nusselt-Zahl
Nu = 2 · 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Nu = 0.664 (Rex)1/2(PR)1/3
Für kombinierte laminare und turbulente Grenzschicht
Nu = [0.037ReL4/5 - 871] Pr1/3
7. Welche physikalische Bedeutung hat die Nusselt-Zahl?
Antwort: Es gibt die Beziehung zwischen konvektiver Wärmeübertragung und leitender Wärmeübertragung für dasselbe Fluid an.
Es hilft auch bei der Verbesserung der konvektiven Wärmeübertragung durch eine Fluidschicht im Verhältnis zur leitenden Wärmeübertragung für dasselbe Fluid.
Es ist nützlich bei der Bestimmung des Wärmeübergangskoeffizienten des Fluids.
Es hilft, die Faktoren zu identifizieren, die den Widerstand gegen die Wärmeübertragung bereitstellen, und hilft bei der Verbesserung der Faktoren, die den Wärmeübertragungsprozess verbessern können.
8. Warum ist eine Nusselt-Zahl immer größer als 1?
Antwort: Dies ist das Verhältnis. In der Zwischenzeit kann die tatsächliche Wärmeübertragung nicht kleiner als 1 werden. Die Nusselt-Zahl ist immer größer als 1.
9. Was ist der Unterschied zwischen der Nusselt-Zahl und der Peclet-Zahl? Welche physikalische Bedeutung haben sie?
Antwort: Die Nusselt-Zahl ist das Verhältnis der konvektiven oder tatsächlichen Wärmeübertragung zur leitenden Wärmeübertragung um eine Grenzlinie. Wenn die konvektive Wärmeübertragung im System eine größere Rolle spielt als die leitende Wärmeübertragung, ist die Nusselt-Zahl hoch.
Das Produkt aus Reynolds Nummer und Prandtl-Nummer wird als Peclet-Nummer dargestellt. Wenn es höher wird, bedeutet dies im Allgemeinen hohe Durchflussraten und Strömungsimpulsübertragung.
10. Was ist eine durchschnittliche Nusselt-Zahl? Wie unterscheidet sie sich von einer Nusselt-Zahl?
Ans: Für voll entwickelte laminare Strömung über flache Platte
Re <5 × 105, Lokale Nusselt-Nummer
NuL = 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Aber für voll entwickelte laminare Strömung
Durchschnittliche Nusselt-Zahl = 2 * Lokale Nusselt-Zahl
Nu = 2 · 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Nu = 0.664 (Rex)1/2(PR)1/3
11. Wie lautet die Nusselt-Zahlenformel für die freie Konvektion von Kraftstoff in einem geschlossenen Zylindertank?
Antwort: Die durchschnittliche Nusselt-Zahl kann wie folgt formuliert werden:
Nu = Konvektive Wärmeübertragung / leitende Wärmeübertragung
Nu = h / (k / lc)
Nu = hLc/k
wobei h = konvektiver Wärmeübergangskoeffizient der Strömung
Lc = die charakteristische Länge
k = Wärmeleitfähigkeit des Fluids.
Für horizontalen zylindrischen Tank L.c = D
Somit ist Nu = hD / k
12. Nusselt-Nummer für Zylinder
Antwort: Die durchschnittliche Nusselt-Zahl kann wie folgt formuliert werden:
Nu = Konvektive Wärmeübertragung / leitende Wärmeübertragung
Nu = h / (k / lc)
Nu = hLc/k
wobei h = konvektiver Wärmeübergangskoeffizient der Strömung
Lc = die charakteristische Länge
k = Wärmeleitfähigkeit des Fluids.
Für horizontalen zylindrischen Tank L.c = D
Somit ist Nu = hD / k
Für vertikalen Zylinder L.c = Länge / Höhe des Zylinders
Somit ist Nu = hL / k
13. Nusselt-Nummer für flache Platte
Ans: Für horizontale Platte
- Wenn sich die Oberseite des heißen Körpers in einer kalten Umgebung befindet
NuL = 0.54 RaL1/4 für Rayleigh-Zahl im Bereich 104<RaL<107
NuL = 0.15 RaL1/3 für Rayleigh-Zahl im Bereich 107<RaL<1011
- Wenn die Unterseite des heißen Körpers Kontakt mit der kalten Umgebung hat
NuL = 0.52 RaL1/5 für Rayleigh-Zahl im Bereich 105<RaL<1010
Für voll entwickelte laminare Strömung über flache Platte
Re <5 × 105, Lokale Nusselt-Nummer
NuL = 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Aber für voll entwickelte laminare Strömung
Durchschnittliche Nusselt-Zahl = 2 * Lokale Nusselt-Zahl
Nu = 2 · 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Nu = 0.664 (Rex)1/2(PR)1/3
Für kombinierte laminare und turbulente Grenzschicht
Nu = [0.037ReL4/5 - 871] Pr1/3
14. Nusselt-Zahl für laminare Strömung
Ans: Für voll entwickelte laminare Strömung über flache Platte
Re <5 × 105, Lokale Nusselt-Nummer
NuL = 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Aber für voll entwickelte laminare Strömung
Durchschnittliche Nusselt-Zahl = 2 * Lokale Nusselt-Zahl
Nu = 2 · 0.332 (Rex)1/2(PR)1/3
Nu = 0.664 (Rex)1/2(PR)1/3
Für ein kreisförmiges Rohr mit dem Durchmesser D mit einem voll entwickelten Bereich im gesamten Rohr gilt Re <2300
Nu = hD / k
Wobei h = konvektiver Wärmeübergangskoeffizient der Strömung
D = Rohrdurchmesser
k = Wärmeleitfähigkeit des Fluids.
Für ein kreisförmiges Rohr mit dem Durchmesser D mit einer transienten Strömung durch das Rohr 2300 <Re <4000
Über den polytropischen Prozess Bescheid wissen (Klicke hier)und Prandtl-Nummer (Klick hier)
Ich bin Hakimuddin Bawangaonwala, ein Maschinenbauingenieur mit Fachkenntnissen in mechanischem Design und Entwicklung. Ich habe einen M. Tech in Design Engineering abgeschlossen und verfüge über 2.5 Jahre Forschungserfahrung. Bisher wurden zwei Forschungsarbeiten zum Thema Hartdrehen und Finite-Elemente-Analyse von Vorrichtungen zur Wärmebehandlung veröffentlicht. Mein Interessengebiet ist Maschinendesign, Materialfestigkeit, Wärmeübertragung, Wärmetechnik usw. Ich beherrsche CATIA- und ANSYS-Software für CAD und CAE. Abgesehen von der Forschung.
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