Bilangan Tak Berdimensi

Angka Nusselt

Dalam studi konveksi, sudah menjadi praktek umum untuk persamaan tak berdimensi

yang mengatur dan menggabungkan variabel, yang kelompok bersama-sama ke nomor

berdimensi untuk mengurangi jumlah total variabel. Hal ini juga praktek umum untuk tak

berdimensi koefisien transfer panas h dengan angka Nusselt, didefinisikan sebagai :

Nu=h Lck

di mana k adalah konduktivitas termal cairan dan Lc adalah karakteristik panjang.

Angka Nusselt dinamai Wilhelm Nusselt, yang membuat kontribusi yang signifikan terhadap

perpindahan panas konvektif pada paruh pertama abad kedua puluh, dan itu dipandang

sebagai koefisien perpindahan panas konveksi berdimensi.

Untuk memahami arti fisik angka Nusselt, pertimbangkan ketebalan lapisan cairan L

dan perbedaan suhu ΔT = T2 - T1, seperti ditunjukkan pada Gambar. 6-5. Perpindahan panas

melalui lapisan cairan akan secara konveksi ketika cairan melibatkan beberapa gerakan dan

oleh konduksi ketika lapisan fluida bergerak. Fluks kalor (laju perpindahan panas per satuan

waktu per satuan luas permukaan) dalam kedua kasus akan :

Gambar 6.5. perpindahan panas melewati lapisan fluida dengan Ketebalan L dan Perbedaan

temperatur ΔT.

q̇conv=h .∆T

Dan

q̇cond=k∆TL

Dengan rasio diatas menjadi :

q̇convq̇cond

= h .∆Tk .∆T /L

=h. Lk

=Nu

yang merupakan angka Nusselt. Oleh karena itu, angka Nusselt mewakili peningkatan

perpindahan panas melalui lapisan cairan sebagai akibat dari konveksi relatif konduksi di

lapisan cairan yang sama. Semakin besar angka Nusselt, konveksi menjadi lebih efektif.

Sejumlah Nusselt dari Nu= 1 untuk lapisan cairan merupakan perpindahan panas di lapisan

oleh konduksi murni.