Un número de Nusselt es el producto de una comparación de la relación de transferencia de calor entre dos fluidos donde la transferencia de calor por convección se divide por la conductividad térmica del material en reposo. Es un número sin unidades que esencialmente proporciona una tasa de comparación de la rapidez con la que se transfiere el calor entre materiales donde se produce la convección, o un flujo de un gas o líquido, en comparación con la transferencia de calor básica por conducción donde hay poco movimiento interno de materia. está ocurriendo. Aunque el número de Nusselt se usa a menudo para medir la transferencia de calor en fluidos, también se puede usar para comparar las tasas de transferencia de calor de convección a conducción entre sólidos por flujo de gas. La base para las comparaciones de la transferencia de calor en materiales fue establecida por Ernst Wilhelm Nusselt, un ingeniero mecánico alemán que enseñó en Dresde a principios del siglo XX. Su trabajo pionero en mecánica de fluidos en ese momento dio como resultado que el número de Nusselt llevara su nombre.
Una ecuación numérica de Nusselt de convección típica es Nu = hL / λ. Nu representa el número de Nusselt, h es el coeficiente de transferencia de calor que se puede medir en vatios por metro cuadrado multiplicado por la temperatura Kelvin (W / m2K). L es igual a la longitud de la capa límite en metros de un material al que se transfiere calor, y lambda (λ) representa la conductividad térmica establecida del material en vatios por metro Kelvin o W / mK. La medida del calor numérico de Nusselt es una medida únicamente a través de los límites de la superficie y está directamente relacionada con la Ley de Enfriamiento de Newton, de la cual también se puede derivar el número.
Cuando la correlación de Nusselt está cerca de un valor de uno, esto indica un tipo de flujo de transferencia de calor conocido como flujo laminar o flujo slug, lo que indica que se está produciendo muy poco movimiento de fluido y que la pérdida de calor por conducción es importante. A medida que aumentan los índices de flujo, se describen como turbulentos y, a menudo, pueden dar como resultado valores de números de Nusselt que van desde 100 hasta 1,000. Cualquier valor para un número de Nusselt entre 100 y 1,000 indica el hecho de que la forma dominante de transferencia de calor que tiene lugar es por convección, y la conducción solo juega un papel menor. Estos números son valores importantes que se deben conocer en varios aspectos de la ingeniería, donde la transferencia de calor puede ser una característica deseable o indeseable. Se considera que una tasa de transferencia de cilindros de alto número de Nusselt es turbulenta y un método eficiente de transferencia de calor, como en el flujo de fluido a través de tuberías donde se pierde poca energía térmica en el material por conducción al ambiente exterior.