Eine Nusselt-Zahl ist das Produkt eines Verhältnisvergleichs für die Wärmeübertragung zwischen zwei Flüssigkeiten, wobei die Konvektionswärmeübertragung durch die Wärmeleitfähigkeit des ruhenden Materials geteilt wird. Es ist eine einheitenlose Zahl, die im Wesentlichen eine Vergleichsrate dafür liefert, wie schnell Wärme zwischen Materialien, bei denen Konvektion stattfindet, oder einem Gas- oder Flüssigkeitsstrom übertragen wird, im Vergleich zur grundlegenden Wärmeübertragung durch Leitung, bei der nur eine geringe innere Bewegung der Materie vorliegt geschieht. Obwohl die Nusselt-Zahl häufig verwendet wird, um die Wärmeübertragung in Flüssigkeiten zu messen, kann sie auch verwendet werden, um die Wärmeübertragungsraten zwischen Konvektion und Leitung zwischen Feststoffen durch Gasströmung zu vergleichen. Die Grundlage für Vergleiche des Wärmeübergangs in Werkstoffen legte Ernst Wilhelm Nusselt, ein deutscher Maschinenbauingenieur, der zu Beginn des 20. Jahrhunderts in Dresden lehrte. Seine damalige Pionierarbeit in der Strömungsmechanik führte dazu, dass die Nusselt-Zahl nach ihm benannt wurde.
Eine typische Konvektions-Nusselt-Zahlengleichung ist Nu = hL/λ. Nu steht für die Nusselt-Zahl, h ist der Wärmedurchgangskoeffizient, der in Watt pro Quadratmeter mal der Temperatur Kelvin (W/m2K) gemessen werden kann. L entspricht der Länge der Grenzschicht in Metern eines Materials, auf das Wärme übertragen wird, und Lambda (λ) repräsentiert die festgestellte Wärmeleitfähigkeit des Materials in Watt pro Meter Kelvin oder W/mK. Die Messung der Nusselt-Zahl Wärme ist nur eine Messung über Oberflächengrenzen hinweg und steht in direktem Zusammenhang mit dem Newtonschen Kühlgesetz, aus dem auch die Zahl abgeleitet werden kann.
Wenn die Nusselt-Korrelation nahe einem Wert von eins liegt, weist dies auf eine Art von Wärmeübertragungsströmung hin, die als Laminarströmung oder Schwallströmung bekannt ist, was darauf hinweist, dass nur sehr wenig Fluidbewegung stattfindet und der Wärmeleitungsverlust wichtig ist. Bei steigenden Durchflüssen werden sie als turbulent beschrieben und können oft Nusselt-Zahlen von 100 bis 1,000 ergeben. Jeder Wert für eine Nusselt-Zahl zwischen 100 und 1,000 weist darauf hin, dass die dominierende Form der Wärmeübertragung durch Konvektion stattfindet und die Wärmeleitung nur eine untergeordnete Rolle spielt. Solche Zahlen sind wichtige Werte, die in verschiedenen Aspekten der Technik zu kennen sind, bei denen die Wärmeübertragung entweder eine wünschenswerte oder eine unerwünschte Eigenschaft sein kann. Eine Zylinderübertragungsrate mit hoher Nusselt-Zahl wird als turbulent und als effiziente Methode der Wärmeübertragung angesehen, wie z.