Nusselt sayısı nedir ? Nasıl hesaplanır ?
Nusselt sayısı, bir akışkan tabakası üzerinde taşınımın iletime oranının sonucu olarak, o akışkan tabakasındaki ısı transfer iyileşmesini gösteren bir boyutsuz sayıdır. Taşınım, akışkanın hareketi ile ısı transferini ifade ederken, iletkenlik ise akışkanın hareketsiz olduğu durumlarda ısı transferini ifade eder. Nusselt sayısı, ısı transferinin ne kadarının taşınım yoluyla gerçekleştiğini gösterir.
Nusselt sayısı, aşağıdaki formül ile hesaplanır:
Nu = (h * L) / k
Nu: Nusselt sayısı
h: Konvektif ısı transfer katsayısı (W/m2K)
L: Karakteristik uzunluk (m)
k: Akışkanın termal iletkenliği (W/mK)
Nusselt sayısı, akışkanın türüne, akış rejimine, yüzey geometrisine ve Prandtl sayısına bağlıdır. Prandtl sayısı, akışkanın momentum ve ısı difüzyon özelliklerinin bir ölçüsüdür.
Nusselt sayısının bazı tipik değerleri:
- Laminar akış: 3.66 (düz plaka için)
- Türbülanslı akış: 10-1000 (akış rejimine ve yüzey geometrisine bağlı olarak)
Nusselt sayısı, ısı eşanjörleri, borular ve kanatlı yüzeyler gibi birçok mühendislik probleminde kullanılır. Isı transferinin ne kadarının taşınım yoluyla gerçekleştiğini tahmin etmek için kullanılır.
Nusselt sayısı neden önemlidir ?
- Isı transferinin ne kadarının taşınım yoluyla gerçekleştiğini gösterir.
- Isı eşanjörleri, borular ve kanatlı yüzeyler gibi mühendislik problemlerinde kullanılır.
- Isı transferinin nasıl iyileştirilebileceğini belirlemek için kullanılabilir.