Número de Nusselt
En dinámica de fluidos , el número de Nusselt ( Nu ) es la relación entre la transferencia de calor por convección y la conductiva en un límite de un fluido . La convección incluye tanto la advección (movimiento de fluidos) como la difusión (conducción). La componente conductiva se mide en las mismas condiciones que la convectiva pero para un fluido hipotéticamente inmóvil. Es un número adimensional , estrechamente relacionado con el número de Rayleigh del fluido . [1]
Un número de Nusselt de valor uno representa la transferencia de calor por conducción pura. [2] Un valor entre uno y 10 es característico del slug flow o flujo laminar . [3] Un número de Nusselt mayor corresponde a una convección más activa, con un flujo turbulento típicamente en el rango de 100 a 1000. [3] El número de Nusselt lleva el nombre de Wilhelm Nusselt , quien hizo importantes contribuciones a la ciencia de la transferencia de calor por convección. [2]
Una propiedad adimensional similar es el número de Biot , que se refiere a la conductividad térmica de un cuerpo sólido en lugar de un fluido. El análogo de transferencia de masa del número de Nusselt es el número de Sherwood ,
El número de Nusselt es la relación entre la transferencia de calor por convección y por conducción a través de un límite. Los flujos de calor por convección y conducción son paralelos entre sí y a la superficie normal de la superficie límite, y son todos perpendiculares al flujo de fluido medio en el caso simple .
donde h es el coeficiente de transferencia de calor por convección del flujo, L es la longitud característica , k es la conductividad térmica del fluido.
En contraste con la definición anterior, conocida como número de Nusselt promedio , el número de Nusselt local se define tomando la longitud como la distancia desde el límite de la superficie [4] hasta el punto de interés local.
