Ett Nusselt-tal är produkten av en jämförelsejämförelse för värmeöverföring mellan två vätskor där konvektionsvärmeöverföringen divideras med materialets värmeledningsförmåga i vila. Det är ett enhetslöst tal som i huvudsak ger en jämförelsehastighet för hur snabbt värme överförs mellan material där konvektion äger rum, eller ett flöde av en gas eller vätska, jämfört med grundläggande värmeöverföring genom ledning där liten inre rörelse av materia pågår. Även om Nusselt-talet ofta används för att mäta värmeöverföring i vätskor, kan det också användas för att jämföra konvektion med ledningsvärmeöverföringshastigheter mellan fasta ämnen genom gasflöde. Grunden för jämförelser av värmeöverföring i material etablerades av Ernst Wilhelm Nusselt, en tysk maskiningenjör som undervisade i Dresden under tidigt 20-tal. Hans banbrytande arbete inom strömningsmekanik vid den tiden resulterade i att Nusselt-numret fick sitt namn efter honom.
En typisk konvektion Nusselts talekvation är Nu = hL/λ. Nu representerar Nusselttalet, h är värmeöverföringskoefficienten som kan mätas i watt per kvadratmeter gånger temperaturen Kelvin (W/m2K). L är lika med längden på gränsskiktet i meter för ett material dit värme överförs, och lambda (λ) representerar den etablerade värmeledningsförmågan för materialet i watt per meter Kelvin eller W/mK. Mätningen av Nusselt-talsvärme är en mätning över ytgränser endast och är direkt relaterad till Newtons lag om kylning, från vilken talet också kan härledas.
När Nusselt-korrelationen är nära ett värde på ett indikerar detta en typ av värmeöverföringsflöde som kallas laminärt flöde eller slugflöde, vilket indikerar att mycket lite vätskerörelse äger rum och ledande värmeförlust är viktig. När flödeshastigheterna ökar beskrivs de som turbulenta och kan ofta resultera i Nusselt-talvärden som sträcker sig från 100 till upp till 1,000 100. Alla värden för ett Nusselt-tal mellan 1,000 och XNUMX XNUMX indikerar det faktum att den dominerande formen av värmeöverföring som sker är genom konvektion, och ledning spelar bara en mindre roll. Sådana siffror är viktiga värden att känna till inom olika aspekter av teknik, där värmeöverföring kan vara antingen en önskvärd eller oönskad egenskap. En cylinderöverföringshastighet med högt antal Nusselt anses vara turbulent och en effektiv metod för värmeöverföring, såsom i vätskeflöde genom rörledningar där lite värmeenergi i materialet går förlorad genom ledning till omgivningen.