Colburn-Zahl
Physikalische Kennzahl | |
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Name | Colburn-Zahl |
Formelzeichen | {\displaystyle J} |
Dimension | dimensionslos |
Definition | {\displaystyle J={\frac {\alpha }{\rho \;c_{p}\;u}}\left({\frac {c_{p}\;\eta }{\lambda }}\right)^{\frac {2}{3}}} |
{\displaystyle \alpha }
Wärmeübertragungskoeffizient
{\displaystyle \rho }
Dichte
{\displaystyle c_{p}}
spezifische Wärmekapazität
{\displaystyle u}
Strömungsgeschwindigkeit
{\displaystyle \eta }
dynamische Viskosität
{\displaystyle \lambda }
Wärmeleitfähigkeit
| |
Benannt nach | Allan Colburn |
Anwendungsbereich | Konvektion viskoser Fluide |
Die Colburn-Zahl (Formelzeichen {\displaystyle J}) ist eine dimensionslose Kennzahl der Strömungsmechanik. Sie charakterisiert die Wärmeübertragung von viskosen Fluiden bei freier Konvektion und erzwungener Konvektion. Sie ist benannt nach dem amerikanischen Chemieingenieur Allan Philip Colburn (1904–1955).[1]
Die Colburn-Zahl lässt sich berechnen aus dem Wärmeübertragungskoeffizienten {\displaystyle \alpha }, der Dichte {\displaystyle \rho }, der spezifischen Wärmekapazität {\displaystyle c_{p}} bei konstantem Druck, der Strömungsgeschwindigkeit {\displaystyle u}, der dynamischen Viskosität {\displaystyle \eta } sowie der Wärmeleitfähigkeit {\displaystyle \lambda } als:[1]
- {\displaystyle J={\frac {\alpha }{\rho \;c_{p}\;u}}\left({\frac {c_{p}\;\eta }{\lambda }}\right)^{\frac {2}{3}}}
oder aus anderen Kennzahlen zusammensetzen:
- {\displaystyle J={\frac {\mathit {Nu}}{{\mathit {Re}},円{\mathit {Pr}}^{\frac {1}{3}}}}={\mathit {St}},円{\mathit {Pr}}^{\frac {2}{3}}}
Dabei steht {\displaystyle {\mathit {Nu}}} für die Nußelt-Zahl, {\displaystyle {\mathit {Re}}} für die Reynolds-Zahl, {\displaystyle {\mathit {Pr}}} für die Prandtl-Zahl und {\displaystyle {\mathit {St}}} für die Stanton-Zahl.
Literatur
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten ]- Achim Lechmann: Modellierung von Wärmeübertragern in den Gaswechselsystemen von Verbrennungsmotoren. Diss. Berlin 2008 (Online [PDF; 8,1 MB]).
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten ]- ↑ a b Josef Kunes: Dimensionless Physical Quantities in Science and Engineering. Elsevier, 2012, ISBN 978-0-12-391458-3, S. 190 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).