NUMERO DE NUSELT

Número de Nusselt:

El Número de Nusselt (Nu) es un número adimensional que mide el aumento de la transmisión de calor desde una superficie por la que un fluido discurre (transferencia de calor por convección) comparada con la transferencia de calor si ésta ocurriera solamente por conducción.

Así por ejemplo en transferencia de calor dentro de una cavidad por convección natural, cuando el número de Rayleigh es inferior a 1000 se considera que la transferencia de calor es únicamente por conducción y el número de Nusselt toma el valor de la unidad.

Ambas transferencias se consideran en la dirección perpendicular al flujo.

En la anterior ecuación se define:

• L como una longitud característica. Para formas complejas se define como el volumen del cuerpo dividido entre su área superficial.

• kf como la conductividad térmica del fluido.

• h como el coeficiente de transferencia de calor.

El número de Nusselt puede también verse como un gradiente adimensional de temperatura en la superficie

Por la definición del número de Nu se vuelve fácil darnos cuenta que este debe ser calculado solamente en paredes sólidas, así, consideramos entonces superficies sólidas a las caras del dominio que tengan velocidades prescritas e iguales a cero. El número de Nu también es calculado en la superficie de los bloques sólidos.

Se puede inferir que cuando el número de Nusselt resulta en un valor de 1, no existirá convección, apenas conducción, como si el fluido estuviese completamente en reposo. Podemos percibir claramente que cuanto mayor fuera el número de Nusselt más la transferencia de calor entre las dos superficies se da por convección que por conducción del fluido.

El número de Nusselt es una magnitud bastante utilizada para la determinación del coeficiente de transferencia de calor por convección, basada en el análisis dimensional, la cual es utilizada para determinar parámetros a través de relaciones de similitud. El número de Nusselt también es función de otro número adimensional, el número de Reynolds, así como el número de Prandtl.

Número de PRANDTL (Pr ) .- Representa la relación que existe entre la difusividad molecular de la cantidad de movimiento y la difusividad molecular del calor o entre el espesor de la capa límite de velocidad y la capa límite térmica.

Número de RAYLEIGH ( Ra ) .- Es función del número de Grashof y del número de Prandtl. Su valor es el número de Grashof multiplicado por el número de Prandtl.

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