ヌセルト数とは？
ヌセルト数（Nu）は伝熱工学で用いられる無次元数で、流体境界層を通じた「対流による熱伝達」と「純粋な伝導による熱伝達」の比を表します。Nu = 1 の場合は熱が伝導のみで運ばれていること（静止した流体に典型的な状態）を示し、値が大きくなるほど対流による熱の輸送が効率的であることを意味します。名称はドイツの技術者ヴィルヘルム・ヌセルトに由来し、熱交換器・電子機器の冷却・空調（HVAC）システムの設計において中心的な役割を果たします。
この計算ツールの使い方
次の3つの値を入力してください。対流熱伝達率 h（W/m²·K）、代表長さ L（m）— 多くの場合は直径、平板の長さ、または水力直径 — そして流体の熱伝導率 k（W/m·K）です。入力すると、無次元のヌセルト数がただちに表示されます。
計算式の解説
ヌセルト数を定義する式は次のとおりです。
$$\text{Nu} = \frac{\text{h} \cdot \text{L}}{\text{k}}$$
ここで h は表面と流れる流体との間で熱がどれだけ移動しやすいかを、L は対象となる幾何学的なスケールを、k は流体自身の熱伝導のしやすさを表します。3つの単位が打ち消し合うため結果は無次元となり、異なる形状や流体どうしを同じ基準で比較できます。
計算例
たとえば、\(h = 500 \text{ W/m}^2\cdot\text{K}\) の表面に水が流れ、代表長さ \(L = 0.05 \text{ m}\)、水の熱伝導率 \(k = 0.6 \text{ W/m}\cdot\text{K}\) だとします。このとき $$\text{Nu} = \frac{500 \times 0.05}{0.6} = \frac{25}{0.6} \approx 41.67$$ となります。比較的大きなヌセルト数であり、この状況では伝導よりも対流が支配的であることが確認できます。
よくある質問
ヌセルト数は常に1より大きいのですか？ 対流が関わる状況では基本的にそうで、\(\text{Nu} \geq 1\) となります。対流が弱まり純粋な伝導に近づくにつれて、値は1に近づきます。
代表長さとは何ですか？ 形状によって異なります。管内流れでは管の直径、平板では平板の長さ、円形でないダクトでは水力直径を用います。
ヌセルト数はレイノルズ数やプラントル数とどう関係しますか？ \(\text{Nu} = 0.023 \cdot \text{Re}^{0.8} \cdot \text{Pr}^{0.4}\)（ディタス・ベルターの式）などの経験式によって Nu を予測することが多く、得られた Nu から \(h = \text{Nu} \cdot k / L\) の関係を使って熱伝達率 h を求めます。
