在流體的邊界（表面）熱傳遞中，努塞特數（Nu）是跨越（正常）邊界的對流與導電熱傳遞的比率。在這種情況下，對流包括平流和擴散。以威廉·努塞爾（Wilhelm Nusselt）命名，這是一個無量綱數。導電組件在與熱對流相同的條件下測量，但具有（假設性）停滯（或不動）流體。類似的無量綱參數是Biot Number，區別在於熱導率是固體，而不是流體。
基本介紹
- 中文名：努塞特數
- 外文名：Nusselt number
- 領域：力學
- 提出者：威廉·努塞爾特
- 作用場合：邊界熱傳遞
- 相關名詞：施密特數
簡介,實證相關,在垂直的牆壁上自由對流,水平板自由對流,平板在層流,完全發達的層流管道中的強制對流,
簡介
在流體的邊界（表面）熱傳遞中，努塞特數（Nu）是跨越（正常）邊界的對流與導電熱傳遞的比率。在這種情況下，對流包括平流和擴散。以威廉·努塞爾（Wilhelm Nusselt）命名，這是一個無量綱數。導電組件在與熱對流相同的條件下測量，但具有（假設性）停滯（或不動）流體。類似的無量綱參數是Biot Number，區別在於熱導率是固體，而不是流體。
接近一個的努塞特數，即對稱和傳導相似大小，是“團狀流”或層流的特徵。較大的努塞特數對應於更活躍的對流，湍流通常在100-1000範圍內。
對流和傳導熱流彼此平行並且與邊界表面的法線平行，並且在簡單情況下都與垂直於平均流體流動。
特徵長度的選擇應在邊界層的生長方向（或厚度）上;特徵長度的一些示例是：（外部）橫流（垂直於氣缸軸線）的氣缸的外徑，經受自然對流的垂直板的長度或球體的直徑。對於複雜的形狀，長度可以定義為流體的體積除以表面積。
在膜溫度下，流體的熱導率通常（但不總是）評估，這對於工程目的可以計算為散裝流體溫度和壁表面溫度的平均值。
與上面給出的定義相反，稱為平均努塞特數，通過將長度作為距離表面邊界到當地點的距離來定義局部努塞爾數。
努塞特數的傳質模擬是Sherwood號碼。
理解對流邊界層對於理解表面和流過其的流體之間的對流傳熱是必要的。 如果無流體溫度和表面溫度不同，則會發生熱邊界層。 由於由該溫度差引起的能量交換，存在溫度曲線。
傳熱速率可以寫成：
並且因為表面的熱傳遞是通過傳導的
這兩個式子是相等的，所以可以推導出：
右邊是現在表面溫度梯度與參考溫度梯度的比值。 而左側與Biot模數相似。這成為導電熱阻與流體對流熱阻的比值，否則稱為努塞爾數Nu。
實證相關
在垂直的牆壁上自由對流
引用來自邱吉爾和楚：
水平板自由對流
如果定義了特徵長度
其中As是板的表面積，P是其周長。然後在較熱的環境中較熱的物體的頂部表面或較冷的物體的底部表面。
並且在較熱環境中的熱物體的底部表面或較熱環境中的冷物體的頂表面
平板在層流
在板的邊緣下游距離x的平板上的層流的局部Nusselt數由下式給出：
從板的邊緣到下游距離x的平板上的層流的平均Nusselt數由下式給出：
完全發達的層流管道中的強制對流
對於完全開發的內部層流，努塞爾數字趨向於長管的恆定值。
內部流量：
Dh：液壓直徑
kf：流體的導熱係數
h ：對流傳熱係數
