Nusselt Sayısı Hesaplama Aracı

Hesaplamaya Girin

Taşınımlı Isı Transfer Katsayısı h (W/m²·K)

Karakteristik Uzunluk L (m)

Isıl İletkenlik k (W/m·K)

Sonuç

Nusselt Sayısı

16,6667

boyutsuz

Isı transfer katsayısı h	100 W/m²·K
Karakteristik uzunluk L	0,1 m
Isıl iletkenlik k	0,6 W/m·K

Nusselt Sayısı Nedir?

Nusselt sayısı (Nu), ısı transferinde kullanılan boyutsuz bir büyüklüktür ve bir akışkanın sınır tabakası boyunca taşınımla (konveksiyonla) gerçekleşen ısı transferinin, yalnızca iletimle (kondüksiyonla) gerçekleşen ısı transferine oranını ifade eder. Nu = 1 değeri, ısının saf iletimle taşındığını gösterir (genellikle durgun akışkanlarda görülür); değer büyüdükçe taşınımın giderek daha etkili olduğu anlaşılır. Adını Alman mühendis Wilhelm Nusselt'ten alan bu sayı, ısı değiştiricilerinin tasarımında, elektronik soğutmada ve HVAC (ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme) sistemlerinde merkezi bir rol oynar.

The Nusselt number compares convective to conductive heat transfer across a fluid boundary layer.

Bu Hesaplama Aracı Nasıl Kullanılır?

Üç değeri girmeniz yeterli: taşınımlı ısı transfer katsayısı h (W/m²·K), karakteristik uzunluk L (m) — bu genellikle bir çap, plaka uzunluğu ya da hidrolik çap olur — ve akışkanın ısıl iletkenliği k (W/m·K). Araç, boyutsuz Nusselt sayısını anında hesaplayıp size sunar.

Formülün Açıklaması

Temel denklem şu şekildedir:

$$\text{Nu} = \frac{\text{h} \cdot \text{L}}{\text{k}}$$

Burada h, ısının bir yüzey ile hareket eden akışkan arasında ne kadar kolay aktarıldığını; L, geometriye ait ilgili ölçeği; k ise akışkanın ısıyı iletme yeteneğini temsil eder. Üç büyüklüğün birimleri birbirini götürdüğünden sonuç boyutsuzdur; bu da farklı geometriler ve akışkanlar arasında karşılaştırma yapılmasına olanak tanır.

The three inputs of Nu = hL/k: surface heat transfer coefficient h, characteristic length L, and fluid conductivity k.

Örnek Çözüm

Bir yüzey üzerinden su aktığını ve h = 500 W/m²·K, karakteristik uzunluğun L = 0,05 m, suyun ısıl iletkenliğinin ise k = 0,6 W/m·K olduğunu düşünelim. Bu durumda $$\text{Nu} = \frac{500 \times 0{,}05}{0{,}6} = \frac{25}{0{,}6} \approx 41{,}67$$ olur. Bu nispeten büyük Nusselt sayısı, söz konusu senaryoda taşınımın iletime baskın geldiğini doğrular.

Sıkça Sorulan Sorular

Nusselt sayısı her zaman 1'den büyük müdür? Taşınımlı durumlarda evet — \(\text{Nu} \geq 1\)'dir ve taşınım zayıfladıkça saf iletime doğru 1 değerine yaklaşır.

Karakteristik uzunluk nedir? Geometriye bağlıdır: iç akışta boru çapı, düz plakalarda plaka uzunluğu, dairesel olmayan kanallarda ise hidrolik çap kullanılır.

Nu sayısı, Reynolds ve Prandtl sayılarıyla nasıl ilişkilidir? \(\text{Nu} = 0{,}023 \cdot \text{Re}^{0{,}8} \cdot \text{Pr}^{0{,}4}\) (Dittus-Boelter) gibi deneysel bağıntılar genellikle Nu'yu tahmin etmek için kullanılır; bu değer de aynı \(\text{h} = \frac{\text{Nu} \cdot \text{k}}{\text{L}}\) ilişkisi üzerinden h katsayısını verir.