Numero di Nusselt

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Il numero di Nusselt Nu è il gruppo adimensionale che esprime il rapporto tra il flusso di calore scambiato per convezione e il flusso di calore scambiato per conduzione.[1]

Il suo analogo per lo scambio di materia è il numero di Sherwood.

Definizione matematica[modifica | modifica wikitesto]

Il numero di Nusselt può essere espresso dalla seguente relazione:[2]

dove:

Adimensionalizzazione della legge di Fourier[modifica | modifica wikitesto]

Il numero di Nusselt si ottiene adimensionalizzando la legge di Fourier a partire dal gradiente termico:

dove:

Infatti introducendo le seguenti quantità adimensionalizzate:

si ha:[3]

per cui l'equazione diventa:

Interpretazione fisica[modifica | modifica wikitesto]

Applicazioni[modifica | modifica wikitesto]

Il numero di Nusselt viene utilizzato nei problemi di convezione termica, in quanto la sua determinazione permette di conoscere il coefficiente di scambio termico convettivo fra il fluido e la parete. Può perciò essere utile conoscerne il valore medio sulla parete in considerazione, ottenuto come media integrale:

dove:

Generalmente il numero di Nusselt è valutato in funzione del numero di Prandtl e,se la convezione è naturale, del numero di Grashof o del numero di Reynolds (se la convenzione è forzata), a meno di un coefficiente C e degli esponenti n ed m a cui sono elevati gli altri due gruppi adimensionali.
In particolare nel caso di convezione forzata può essere determinato dalla relazione seguente:

mentre nel caso di convezione naturale può essere determinato dalla relazione seguente:[4]

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Longo, p. 219
  2. ^ Longo, p. 342
  3. ^ (EN) scienceworld.wolfram.com, Nusselt Number
  4. ^ Rossi, p. 287

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]