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Die Nusselt-Zahl ist eine Kennzahl, welche die Art des Wärmetransports in einem Fluid charakterisiert und insbesondere genutzt wird um zwischen Wärmetransport mit Stofftransport(Konvektion) und Wärmetransport ohne Stofftransport(Konduktion) zu unterscheiden.

Beziehung zu anderen KennzahlenBearbeiten

Die Nusselt-Zahl ist abhängig von der Prandtl-Zahl und der Grashof-Zahl/Rayleigh-Zahl bei freier Konvektion. Bei erzwungener Konvektion ist sie abhängig von der Reynolds-Zahl und der Prandtl-Zahl.

AussageBearbeiten

Der kleinstmögliche Wert der Nusselt-Zahl ist 1. Bei 1 liegt keine Konvektion vor. Allgemein gilt für die Nusselt-Zahl:

Nu = \frac{Konvektion + Koduktion}{Konduktion}

BerechnungBearbeiten

Für einfache technische Probleme gilt näherungsweise: Nu = \frac{\alpha \cdot L}{\lambda_l} wobei L die charakteristische Länge ist.

Für komplexe mathematische Betrachtungsweisen (z.B. Wärmetransport in der Atmosphäre) gilt bei freier Konvektion:

Nu =k \cdot Pr^a \cdot Ra^b   oder mit Gr \cdot Pr = Ra

Nu =k \cdot Pr^{(b+a)} \cdot Gr^b


bei erzwungener Konvektion gilt:

 Nu =k \cdot Pr^a \cdot Re^b


Wobei k, a und b oft experimentell oder numerisch bestimmt werden müssen.

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