In het Biot getal bekijken dus de verhouding tussen convectie aan

advertisement
Wat is nou precies het verschil tussen het Nusselt getal en het Biot
getal. De een komt voor bij pijpstomingen en de andere bij de geldigheid
van het lumped capacity model maar ze zijn wat betreft formule het zelfde?
Het Biot getal komt voor in het probleem waarin we de warmteoverdracht
door geleiding binnen een lichaam (met afmeting L en oppervlak A)
vergelijken met warmteoverdacht door convectie aan het oppervlak van het
lichaam. Het Biot getal kan het best geinterpreteerd worden als een
verhouding van weerstanden
L
:
Warmteweerstand voor geleiding: Ak
hL
Verhouding
Bi = c
k
1
Warmteweerstand voor convectie
:
Ahc
1. Als het Biot getal klein is dan is weerstand voor geleiding klein ten opzichte
van de weerstand voor convectie en dit betekent dat we de temperatuur van
het lichaam als constant mogen beschouwen.
2. Als het Biot getal groot is dan is weerstand voor convectie klein ten
opzichte van de weerstand voor geleiding en dit betekent dat we voor de
temperatuur aan de rand van het lichaam de temperatuur van de vloeistof
kunnen nemen
Het Nusselt getal geeft alleen informatie over de warmteoverdracht tengevolge
van convectie aan het oppervlak van een lichaam waar een vloeistof
langsstroomt
Nu =
hc L
k
waarin hc gedefinieerd wordt als q = hc Ts − T f 


De interpretatie is dat het Nusselt getal de verhouding beschrijft van
warmteoverdracht door convectie en de warmte overdracht die zou optreden
als alleen warmtegeleiding een rol zou spelen ofwel
Nu =
qconvectie hc ∆T
=
qgeleiding k ∆T
L
In het Biot getal bekijken dus de verhouding tussen convectie aan de rand van
een lichaam en geleiding binnen het lichaam. In het Nusselt getal bekijken we
dus alleen de convectie aan een oppervlak van een lichaam en vergelijken dit
met de warmteoverdracht als die alleen door geleiding zou moeten
plaatsvinden. Kortom in het Biot getal is de k de warmtegeleidingscoeffcient
van het materiaal van het lichaam en in het Nusselt getal is de k de
warmtegeleidingscoefficient van de vloeistof.
Download