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Como calcular o número de Nusselt

O número de Nusselt é a razão entre transferência de calor por convecção e condução. Essas transferências são medidas ao longo da superfície do objeto testado. A transferência de calor por condução é medida sob as mesmas condições que a transferência de calor por convecção, a não ser pelo fato de que o objeto testado, no segundo caso, fica mergulhado em um fluido estagnado. O número de Nusselt pode ser calculado a partir de um comprimento característico do objeto testado, o coeficiente de transferência de calor por convecção de seu material e a condutividade térmica do fluido.

Instruções

A transferência de calor pode ocorrer através de condução, convecção e irradiação (Hemera Technologies/AbleStock.com/Getty Images)

    Os passos

  1. Defina o número de Nusselt como NuL = Transferência de calor por convecção / Transferência de calor por condução, onde NuL é o número de Nusselt para o comprimento característico do objeto testado. Por exemplo, no caso de uma placa vertical, esse valor é o comprimento da placa.

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  2. Calcule a transferência de calor por convecção como hL, onde h é o coeficiente de transferência de calor por convecção do material testado e L é o comprimento característico. A transferência de calor por condução, kf, é igual à condutividade térmica.

  3. Utilize os valores de transferência de calor obtidos no Passo 2 para calcular o número de Nusselt a partir de valores observados. A partir de NuL = Transferência de calor por convecção / Transferência de calor por condução = hL/kf, obtém-se NuL = hL/kf.

  4. Observe que o número de Nusselt é adimensional, ou seja, não possui unidades. Esse número é uma razão entre quantidades de transferência de calor e, portanto, não possui unidades, desde que as quantidades sejam medidas em unidades iguais.

  5. Interprete o número de Nusselt. Um valor próximo de 1, onde as transferências de calor por convecção e a condução são aproximadamente iguais, é chamado de regime laminar. Um valor alto do número de Nusselt indica uma convecção mais ativa, como no caso de fluidos em regime turbulento, onde os números de Nusselt podem variar entre 100 e 1.000.

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O que você precisa

  • Calculadora com funções científicas

Referências

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