Nusselt Nommer | Sy belangrike verhoudings en formules

inhoud: Nusselt Nommer

Wat is Nusselt-nommer | Nusselt-getaldefinisie

"Die Nusselt-getal is die verhouding van konvektiewe tot geleidende hitte-oordrag oor 'n grens."

https://en.wikipedia.org/wiki/Nusselt_number
  • Die konveksie- en geleidingshitte vloei parallel met mekaar.
  • Die oppervlak sal normaal wees van die grensoppervlak, en vertikaal tot die gemiddelde vloeistofvloei.

Nusselt-getalvergelyking | Nusselt-getalformule

Gemiddelde Nusselt Getal kan geformuleer word as:

Nu = Konvektiewe hitte-oordrag / geleidende hitte-oordrag

Nu = h/(k/Lc)

Nu = hLc/k

waar h = konvektiewe hitte-oordragkoëffisiënt van die vloei

 L = die kenmerkende lengte

 k = die termiese geleidingsvermoë van die vloeistof.

Die Plaaslike Nusselt-nommer word voorgestel as

Nu = hx/k

x = afstand vanaf die grensoppervlak

Betekenis van Nusselt-nommer.

Dit hou verband tussen konvektiewe en geleidende hitte-oordrag vir die soortgelyke tipes vloeistowwe.

Dit help ook om die konvektiewe hitte-oordrag deur 'n vloeistoflaag te verbeter relatief tot geleidende hitte-oordrag vir dieselfde vloeistof.

Dit is nuttig om die hitte-oordragkoëffisiënt van die vloeistof te bepaal.

Dit help om die faktore te identifiseer wat die weerstand teen hitte-oordrag verskaf en help om die faktore wat die hitte-oordragproses kan verbeter, te verbeter.

Nusselt-getalkorrelasies.

In die geval van vrye konveksie, word die Nusselt-getal voorgestel as die funksie van Rayleigh-getal (Ra) en Prandtl-getal (Pr), in eenvoudige voorstelling

Nu = f (Ra, Pr).

In die geval van gedwonge-konveksie word die Nusselt-getal op 'n eenvoudige manier voorgestel as die funksie van Reynold se getal (Re) en Prandtl-getal (Pr).

Nu = f (Re, Pr)

Nusselt-nommer vir gratis konveksie.

Vir gratis konveksie by vertikale muur

Vir RaL<108

Vir horisontale plaat

  1. As die boonste oppervlak van die warm liggaam in 'n koue omgewing is

NuL = 0.54RaL1 / 4     vir Rayleigh-nommer in die reeks 104<RaL<107

NuL = 0.15RaL1 / 3vir Rayleigh-nommer in die reeks 107<RaL<1011

  1. As onderste oppervlak van warm liggaam in kontak is met koue omgewing
  2. NuL = 0.52RaL1 / 5vir Rayleigh-nommer in die reeks 105<RaL<1010

Nusselt-getalkorrelasies vir gedwonge konveksie.

Vir volledig ontwikkelde Laminêre vloei oor plat plaat

Re < 5×105, Plaaslike Nusselt-nommer

NuL = 0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Maar Vir ten volle ontwikkelde Laminêre vloei

Gemiddelde Nusselt-nommer = 2 * Plaaslike Nusselt-nommer

Nu = 2*0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Nu = 0.664 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Vir gekombineerde laminêre en turbulente grenslaag

Nu = [0.037ReL4 / 5 – 871] Pr1 / 3

Nusselt-nommer vir laminêre vloei | Gemiddelde Nusselt nommer plat plaat

Vir volledig ontwikkelde Laminêre vloei oor plat plaat[Geforseerde konveksie]

Re < 5×105, Plaaslike Nusselt-nommer

NuL = 0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Maar Vir ten volle ontwikkelde Laminêre vloei

Gemiddelde Nusselt-nommer = 2 * Plaaslike Nusselt-nommer

Nu = 2*0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Nu = 0.664 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Vir horisontale plaat [ Gratis konveksie]

  1. As die boonste oppervlak van die warm liggaam in 'n koue omgewing is

NuL = 0.54RaL1 / 4     vir Rayleigh-nommer in die reeks 104<RaL<107

NuL = 0.15RaL1 / 3     vir Rayleigh-nommer in die reeks 107<RaL<1011

  1. As onderste oppervlak van warm liggaam in kontak is met koue omgewing
  2. NuL = 0.52RaL1 / 5vir Rayleigh-nommer in die reeks 105<RaL<1010

Nusselt-nommer vir laminêre vloei in pyp

Vir 'n sirkelvormige pyp met deursnee D met 'n volledig ontwikkelde area regdeur die pyp, Re < 2300

Nu = hD/k

Waar h = konvektiewe hitte-oordragkoëffisiënt van die vloei

 D = Deursnee van pyp

 k = die termiese geleidingsvermoë van die vloeistof.

Vir 'n sirkelvormige pyp met deursnee D met 'n verbygaande vloei deur die pyp, 2300 < Re < 4000

Nusselt-nommer vir turbulente vloei

Nusselt-nommer vir turbulente vloei in pyp

Nusselt Nommer Vir 'n sirkelvormige pyp met deursnee D met 'n turbulente vloei deur die pyp Re > 4000

Volgens Die Dittus-Boelter-vergelyking

Nu = 0.023 Re0.8 Prn

n = 0.3 vir verhitting, n = 0.4 vir verkoeling

Nusselt-nommer in terme van Reynolds-nommer

Vir volledig ontwikkelde Laminêre vloei oor plat plaat

Re < 5×105, Plaaslike Nusselt-nommer

NuL = 0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Maar Vir ten volle ontwikkelde Laminêre vloei

Gemiddelde Nusselt-nommer = 2 * Plaaslike Nusselt-nommer

Nu = 2*0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Nu = 0.664 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Vir gekombineerde laminêre en turbulente grenslaag

Nu = [0.037ReL4 / 5 – 871] Pr1 / 3

Nusselt Nommer Vir 'n sirkelvormige pyp met deursnee D met 'n turbulente vloei deur die pyp Re > 4000

Volgens Die Dittus-Boelter-vergelyking

Nu = 0.023 Re0.8 Prn

n = 0.3 vir verhitting, n = 0.4 vir verkoeling

Plaaslike Nusselt nommer

Vir volledig ontwikkelde Laminêre vloei oor plat plaat[Geforseerde konveksie]

Re < 5×105, Plaaslike Nusselt-nommer

NuL = 0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Maar Vir ten volle ontwikkelde Laminêre vloei

Gemiddelde Nusselt-nommer = 2 * Plaaslike Nusselt-nommer

Nu = 2*0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Nu = 0.664 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Nusselt-getalkorrelasies vir natuurlike konveksie

vir Laminêre vloei oor vertikale plaat (natuurlike konveksie)Nux = 0.59 (Gr.Pr)0.25

Waar Gr = Grashoff Getal

Pr = Prandtl Getal

g = versnelling as gevolg van swaartekrag

β = vloeistofkoëffisiënt van termiese uitsetting

ΔT = Temperatuurverskil

L = kenmerkende lengte

ν = kinematiese viskositeit

μ = dinamiese viskositeit

Cp = Spesifieke hitte by konstante druk

k = die termiese geleidingsvermoë van die vloeistof.

Vir turbulente vloei

Nu = 0.36 (Gr.Pr)1 / 3

Nusselt-getal hitte-oordragkoëffisiënt

Gemiddelde Nusselt Getal kan geformuleer word as:

Nu = Konvektiewe hitte-oordrag / geleidende hitte-oordrag

Nu = h/(k/Lc)

Nu = hLc/k

waar h = konvektiewe hitte-oordragkoëffisiënt van die vloei

 L = die kenmerkende lengte

 k = die termiese geleidingsvermoë van die vloeistof.

Plaaslike Nusselt Nommer word gegee deur

Nu = hx/k

x = afstand vanaf die grensoppervlak

Vir 'n sirkelvormige pyp met deursnee D,

Nu = hD/k

Waar h = konvektiewe hitte-oordragkoëffisiënt van die vloei

 D = Deursnee van pyp

 k = die termiese geleidingsvermoë van die vloeistof.

Nusselt nommertabel | Nusselt aantal lug.

https://www.researchgate.net/publication/259305941_Numerical_Study_of_Transient_and_Steady-State_Natural_Convection_and_Surface_Thermal_Radiation_in_a_Horizontal_Square_Open_Cavity

Biot nommer vs Nusselt nommer

Beide is dimensielose getal wat gebruik word om die konvektiewe hitte-oordragkoëffisiënt tussen muur of soliede liggaam en die vloeistof wat oor die liggaam vloei te vind. Hulle is albei geformuleer as hLc/k. Biotnommer word egter vir vaste stowwe gebruik en Nusseltnommer word vir vloeistowwe gebruik.

In Biot getal formule hLc/k vir die termiese geleidingsvermoë (k) van vaste stof word in ag geneem, terwyl in Nusseltnommer die termiese geleidingsvermoë (k) van vloeistof wat oor die vaste stof vloei in ag geneem word.

Biotnommer is nuttig om te identifiseer of die klein liggaam homogene temperatuur rondom het of nie.

Nusselt nommer hitteruiler

Vir 'n sirkelvormige pyp met deursnee D met 'n volledig ontwikkelde area regdeur die pyp, Re < 2300

Nu = hD/k

Waar h = konvektiewe hitte-oordragkoëffisiënt van die vloei

 D = Deursnee van pyp

 k = die termiese geleidingsvermoë van die vloeistof.

Vir 'n sirkelvormige pyp met deursnee D met 'n verbygaande vloei deur die pyp, 2300 < Re < 4000

Nusselt-nommer vir turbulente vloei

Nusseltnommer vir turbulente vloei in pyp: Nusseltnommer Vir 'n sirkelvormige pyp met deursnee D met 'n turbulente vloei deur die pyp Re > 4000

Volgens Die Dittus-Boelter-vergelyking

Nu = 0.023 Re0.8 Prn

n = 0.3 vir verhitting, n = 0.4 vir verkoeling

Probleme

V.1)Die nie-dimensionele vloeistoftemperatuur naby die oppervlak van 'n konvektief-koel plat plaat word gespesifiseer soos hieronder gegee. Hier word y vertikaal met die plaat bereken, L is die plaat se lengte, en a, b en c is konstant. Tw en T is muur- en omgewingstemperatuur, dienooreenkomstig.

As die termiese geleidingsvermoë (k) en die muur hitte vloed (q′′), bewys dan dat, Nusselt nommer

Nu = q/Tw – T / (L/k) = b

Oplossing:

Tw – T (Tw – T) = a + b (y/L) + c (y/L) = 0

by y = 0

Nu = q (tw – T )(L/k) = b

Vandaar bewys

V.2) Water wat deur 'n buis met dia. van 25 mm teen 'n snelheid van 1 m/sek. Die gegewe eienskappe van water is digtheid ρ = 1000kg/m3, μ = 7.25*10-4 Ns/m2, k= 0.625 W/m. K, Pr = 4.85. en Nu = 0.023Re0.8 Pr0.4. Bereken dan wat konvektiewe hitte-oordrag se koëffisiënt sal wees?

HEK ME-14-SET-4

Oplossing:

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. Wat is die verskil tussen Biot-getal en Nusselt-getal?

Antwoord: Albei is dimensielose getal wat gebruik word om die konvektiewe hitte-oordragkoëffisiënt tussen muur of soliede liggaam en die vloeistof wat oor die liggaam vloei te vind. Hulle is albei geformuleer as hLc/k. Biotnommer word egter vir vaste stowwe gebruik en Nusseltnommer word vir vloeistowwe gebruik.

In Biot getal formule hLc/k vir die termiese geleidingsvermoë (k) van vaste stof word in ag geneem, terwyl in Nusseltnommer die termiese geleidingsvermoë (k) van vloeistof wat oor die vaste stof vloei in ag geneem word.

Biotnommer is nuttig om te identifiseer of die klein liggaam homogene temperatuur rondom het of nie.

2. Hoe vind jy die gemiddelde van 'n Nusselt-getal?

Antwoord: Gemiddelde Nusselt-getal kan geformuleer word as:

Nu = Konvektiewe hitte-oordrag / geleidende hitte-oordrag

Nu = h/(k/Lc)

Nu = hLc/k

waar h = konvektiewe hitte-oordragkoëffisiënt van die vloei

 L = die kenmerkende lengte

 k = die termiese geleidingsvermoë van die vloeistof.

Plaaslike Nusselt Nommer word gegee deur

Nu = hx/k

x = afstand vanaf die grensoppervlak

3. hoe om Nusselt-getal te bereken?

Antwoord: Gemiddelde Nusselt-getal kan geformuleer word as:

Nu = Konvektiewe hitte-oordrag / geleidende hitte-oordrag

Nu = h/(k/Lc)

Nu = hLc/k

waar h = konvektiewe hitte-oordragkoëffisiënt van die vloei

 L = die kenmerkende lengte

 k = die termiese geleidingsvermoë van die vloeistof.

Plaaslike Nusselt Nommer word gegee deur

Nu = hx/k

x = afstand vanaf die grensoppervlak

Vir volledig ontwikkelde Laminêre vloei oor plat plaat[Geforseerde konveksie]

Re < 5×105, Plaaslike Nusselt-nommer

NuL = 0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Maar Vir ten volle ontwikkelde Laminêre vloei

Gemiddelde Nusselt-nommer = 2 * Plaaslike Nusselt-nommer

Nu = 2*0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Nu = 0.664 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

4. Kan Nusselt-getal negatief wees?

Antwoord: Gemiddelde Nusselt-getal kan geformuleer word as:

Nu = Konvektiewe hitte-oordrag / geleidende hitte-oordrag

Nu = h/(k/Lc)

Nu = hLc/k

waar h = konvektiewe hitte-oordragkoëffisiënt van die vloei

 L = die kenmerkende lengte

 k = die termiese geleidingsvermoë van die vloeistof.

Vir al die eienskappe wat konstant is, is hitte-oordragkoëffisiënt direk eweredig aan Nu.

Dus, as hitte-oordragkoëffisiënt negatief is, kan die Nusselt-getal ook negatief wees.

5. Nusselt-nommer vs. Reynolds-nommer

Antwoord: In gedwonge konveksie is die Nusselt-getal die funksie van Reynolds-getal en Prandtl-getal

Nu = f (Re, Pr)

Vir 'n sirkelvormige pyp met deursnee D met 'n volledig ontwikkelde area regdeur die pyp, Re < 2300

Nu = hD/k

Waar h = konvektiewe hitte-oordragkoëffisiënt van die vloei

 D = Deursnee van pyp

 k = die termiese geleidingsvermoë van die vloeistof.

Vir 'n sirkelvormige pyp met deursnee D met 'n verbygaande vloei deur die pyp, 2300 < Re < 4000

Nusselt-nommer vir turbulente vloei in pyp

Nusselt Nommer Vir 'n sirkelvormige pyp met deursnee D met 'n turbulente vloei deur die pyp Re > 4000

Volgens Die Dittus-Boelter-vergelyking

Nu = 0.023 Re0.8 Prn

n = 0.3 vir verhitting, n = 0.4 vir verkoeling

Nusselt-nommer in terme van Reynolds-nommer

Vir volledig ontwikkelde Laminêre vloei oor plat plaat

Re < 5×105, Plaaslike Nusselt-nommer

NuL = 0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Maar Vir ten volle ontwikkelde Laminêre vloei

Gemiddelde Nusselt-nommer = 2 * Plaaslike Nusselt-nommer

Nu = 2*0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Nu = 0.664 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Vir gekombineerde laminêre en turbulente grenslaag

Nu = [0.037ReL4 / 5 – 871] Pr1 / 3

Nusselt Nommer Vir 'n sirkelvormige pyp met deursnee D met 'n turbulente vloei deur die pyp Re > 4000

Volgens Die Dittus-Boelter-vergelyking

Nu = 0.023 Re0.8 Prn

n = 0.3 vir verhitting, n = 0.4 vir verkoeling

6. Bereken Nusselt-getal met Reynolds?

Antwoord: Vir volledig ontwikkelde Laminêre vloei oor plat plaat[Geforseerde konveksie]

Re < 5×105, Plaaslike Nusselt-nommer

NuL = 0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Maar Vir ten volle ontwikkelde Laminêre vloei

Gemiddelde Nusselt-nommer = 2 * Plaaslike Nusselt-nommer

Nu = 2*0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Nu = 0.664 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Vir gekombineerde laminêre en turbulente grenslaag

Nu = [0.037ReL4 / 5 – 871] Pr1 / 3

7. Wat is die fisiese betekenis van Nusselt-nommer?

Antwoord: Dit gee die verband tussen konvektiewe hitte-oordrag en geleidende hitte-oordrag vir dieselfde vloeistof.

Dit help ook om die konvektiewe hitte-oordrag deur 'n vloeistoflaag te verbeter relatief tot geleidende hitte-oordrag vir dieselfde vloeistof.

Dit is nuttig om die hitte-oordragkoëffisiënt van die vloeistof te bepaal.

Dit help om die faktore te identifiseer wat die weerstand teen hitte-oordrag verskaf en help om die faktore wat die hitte-oordragproses kan verbeter, te verbeter.

8. Waarom is 'n Nusselt-getal altyd groter as 1?

Antwoord: Dit is verhouding. Intussen kan werklike hitte-oordrag nie minder as 1 word nie. Nusselt-getal is altyd groter as 1.

9. Wat is die verskil tussen die Nusselt-getal en die Peclet-getal Wat is hul fisiese betekenis?

Antwoord: Die Nusselt-getal is die verhouding van konvektiewe of werklike hitte-oordrag tot geleidende hitte-oordrag rondom 'n grenslyn, as konvektiewe hitte-oordrag prominent in die stelsel as geleidende hitte-oordrag word, sal Nusselt-getal hoog wees.

Terwyl die produk van Reynold se getal en Prandtl-getal as Pecletnommer voorgestel word. As dit hoër word, sal dit hoë vloeitempo's en vloeimomentumoordrag in die algemeen aandui.

10. Wat is 'n gemiddelde Nusselt-getal Hoe verskil dit van 'n Nusselt-getal?

Antwoord: Vir volledig ontwikkelde Laminêre vloei oor plat plaat

Re < 5×105, Plaaslike Nusselt-nommer

NuL = 0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Maar Vir ten volle ontwikkelde Laminêre vloei

Gemiddelde Nusselt-nommer = 2 * Plaaslike Nusselt-nommer

Nu = 2*0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Nu = 0.664 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

11. Wat is die Nusselt-getalformule vir vrye konveksie vanaf brandstof binne 'n geslote silindertenk?

Antwoord: Gemiddelde Nusselt-getal kan geformuleer word as:

Nu = Konvektiewe hitte-oordrag / geleidende hitte-oordrag

Nu = h/(k/Lc)

Nu = hLc/k

waar h = konvektiewe hitte-oordragkoëffisiënt van die vloei

 Lc = die kenmerkende lengte

 k = die termiese geleidingsvermoë van die vloeistof.

Vir horisontale silindriese tenk Lc =D

Dus, Nu = hD/k

12. Nusselt-nommer vir silinder

Antwoord: Gemiddelde Nusselt-getal kan geformuleer word as:

Nu = Konvektiewe hitte-oordrag / geleidende hitte-oordrag

Nu = h/(k/Lc)

Nu = hLc/k

waar h = konvektiewe hitte-oordragkoëffisiënt van die vloei

 Lc = die kenmerkende lengte

 k = die termiese geleidingsvermoë van die vloeistof.

Vir horisontale silindriese tenk Lc =D

Dus, Nu = hD/k

Vir vertikale silinder Lc = Lengte / hoogte van die silinder

Dus, Nu = hL/k

13. Nusselt-nommer vir plat bord

Ans: Vir horisontale plaat

  1. As die boonste oppervlak van die warm liggaam in 'n koue omgewing is

NuL = 0.54RaL1 / 4     vir Rayleigh-nommer in die reeks 104<RaL<107

NuL = 0.15RaL1 / 3     vir Rayleigh-nommer in die reeks 107<RaL<1011

  1. As onderste oppervlak van warm liggaam in kontak is met koue omgewing

NuL = 0.52RaL1 / 5     vir Rayleigh-nommer in die reeks 105<RaL<1010

Vir volledig ontwikkelde Laminêre vloei oor plat plaat

Re < 5×105, Plaaslike Nusselt-nommer

NuL = 0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Maar Vir ten volle ontwikkelde Laminêre vloei

Gemiddelde Nusselt-nommer = 2 * Plaaslike Nusselt-nommer

Nu = 2*0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Nu = 0.664 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Vir gekombineerde laminêre en turbulente grenslaag

Nu = [0.037ReL4 / 5 – 871] Pr1 / 3

14. Nusselt-nommer vir laminêre vloei

Antwoord: Vir volledig ontwikkelde Laminêre vloei oor plat plaat

Re < 5×105, Plaaslike Nusselt-nommer

NuL = 0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Maar Vir ten volle ontwikkelde Laminêre vloei

Gemiddelde Nusselt-nommer = 2 * Plaaslike Nusselt-nommer

Nu = 2*0.332 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Nu = 0.664 (Rex)1 / 2(Pr)1 / 3

Vir 'n sirkelvormige pyp met deursnee D met 'n volledig ontwikkelde area regdeur die pyp, Re < 2300

Nu = hD/k

Waar h = konvektiewe hitte-oordragkoëffisiënt van die vloei

 D = Deursnee van pyp

 k = die termiese geleidingsvermoë van die vloeistof.

Vir 'n sirkelvormige pyp met deursnee D met 'n verbygaande vloei deur die pyp, 2300 < Re < 4000

Om te weet oor polytropiese proses (kliek hier)en Prandtl Nommer (Kliek hier)

Scroll na bo