Comment calculer le nombre de Nusselt

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Le nombre de Nusselt est le rapport du transfert de chaleur par convection et conduction. Ces transferts sont mesurés le long de la surface de l'objet testé. Le transfert de chaleur par conduction est mesuré dans les mêmes conditions que le transfert de chaleur par convection, sauf que l'objet à tester dans le second cas est immergé dans un fluide stagnant. Le nombre de Nusselt peut être calculé à partir d'une longueur caractéristique de l'objet testé, du coefficient de transfert de chaleur par convection de son matériau et de la conductivité thermique du fluide.

Les instructions

Le transfert de chaleur peut se produire par conduction, convection et irradiation (Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images)

Les marches

Définissez le nombre de Nusselt comme NuL = transfert de chaleur par convection / transfert de chaleur par conduction, où NuL est le nombre de Nusselt correspondant à la longueur caractéristique de l'objet testé. Par exemple, dans le cas d'une plaque verticale, cette valeur est la longueur de la plaque.
Calculez le transfert de chaleur par convection en tant que hL, où h est le coefficient de transfert de chaleur par convection du matériau testé et L est la longueur caractéristique. Le transfert de chaleur par conduction, kf, est égal à la conductivité thermique.
Utilisez les valeurs de transfert de chaleur obtenues à l'étape 2 pour calculer le nombre de Nusselt à partir des valeurs observées. De NuL = Transfert de chaleur par convection / Transfert de chaleur par conduction = hL / kf, nous obtenons NuL = hL / kf.
Notez que le nombre Nusselt est sans dimension, c'est-à-dire qu'il n'a pas d'unités. Ce nombre est un rapport entre les quantités de transfert de chaleur et n'a donc pas d'unités, à condition que les quantités soient mesurées en unités égales.
Interprétez le numéro Nusselt. Une valeur proche de 1, où le transfert de chaleur par convection et par conduction sont approximativement égaux, est appelée régime laminaire. Un nombre élevé de Nusselt indique une convection plus active, comme dans le cas de fluides turbulents, où les nombres de Nusselt peuvent aller de 100 à 1 000.