Wilhelm Nusselt Kimdir? Nusselt Sayısı Nedir?

Dünyaca tanınan Alman mühendis ve bilim adamı Wilhelm Nusselt, özellikle kendi adıyla tarihe geçmiş sayısı sayesinde bilinmektedir. Bu sayı özellikle mekanik ve mühendislikte çok önemli bir yere sahip olurken, bir formül sayesinde hesaplanır ve gündelik yaşantıda da yeri bulunan bir kavram oluşturmaktadır.

Wilhelm Nusselt Kimdir?

1882 yılının 25 Kasım tarihinde Almanya’nın Nurnberg şehrinde doğmuş olan Wilhelm Nusselt sonraki yıllarda almış olduğu eğitimde bir mühendis olarak hayatına devam etmiştir. Nusselt, mühendislik eğitimini Berlin Charlottenburg Teknik Üniversitesi’nde almıştır ve 1904 yılında bu eğitimini tamamlamıştır. Ancak mühendislik eğitimi sonrasında da ileri fizik ve matematik eğitimine aynı üniversitede devam etmiştir.

Eğitimini başarılı bir şekilde tamamlayan bilim adamı, sonraki yıllarda Münih’te teknik fizik laboratuvarında yine dönemin önemli bilim adamlarından biri olan Oscar Knoblauch ismine asistanlık yapmıştır. Bu dönem içerisinde doktora tezi hazırlığını gerçekleştiren Wilhelm Nusselt, yalıtım malzemelerinin iletimi üzerinde çalışmasını tamamlamıştır. Bu süreçte de 1907 yılında tamamlanan çalışma açısından Nusselt küresi olarak adlandırılan malzemeyi kullanmıştır.

Wilhelm Nusselt, doktora eğitimini tamamladıktan sonra 1909 yılına kadar olan süreçte ise Dresden kentinde çalışmalarına devam etmiş ve bu dönemde de Profesör Mollier için asistanlık yapmıştır. Profesör Mollier ise tüplerde ısı ve momentum transferi konusundaki çalışmaları ile bilinmektedir.

Önerilen Yazı: Mimar Sinan Kimdir? Hayatı, Eserleri

Wilhelm Nusselt Nasıl Tanınmıştır? Başarıları Nelerdir?

Wilhelm Nusselt tüm akademik çalışmalarını tamamladıktan sonra 1915 yılında çok önemli bir makale olarak ısı transferinin temel yasaları makalesini yayınlanmıştır. Bu ünlü makale dışında pülverize kömürün yanma işlemi, buharın dikey yüzeylerde suyun kaynaması ve buharlaşmada kütle ve ısı transferi analizi gibi çalışmalar gerçekleştirmiştir. En önemli çalışmalarından biri olarak bir matematiksel çalışma kapsamında çapraz akışlı ısı değiştiricileri üzerinde çalışmalar gerçekleştirmiştir. Bu sistemlerde boru giriş bölgelerinde laminer ısı transferi analizleri ve rejenerasyon temel teorisini ortaya çıkarmıştır.

Wilhelm Nusselt, 1920 yılında başladığı ve 1925 yılına kadar devam ettiği profesörlük kariyerinde Karlshure Teknik Üniversitesi’nde çalışmış, ardından 1952 yılına kadar da Münih Üniversitesi’nde görev almıştır. Bu süreçler içerisinde yaptığı çalışmalarla Grashof’u anma madalyası ve Gauss madalyası gibi ödüller kazanmıştır. 1952 yılında emekli olduktan beş sene sonrasında ise 1 Eylül 1957 tarihinde Almanya’nın Münih kentinde hayatını kaybetmiştir.

Nusselt Sayısı Nedir?

Mühendislikte akışkanlar mekaniği ve ısı transferi açısından bilinen en önemli kavramlardan birisi Nusselt sayısıdır. Bu sayı, taşınım sayesinde ısı transferinde boyutsuzlaştırma sağlanırken, ortaya çıkarılmıştır. Bu bağlamda boyutsuzlaştırma ile birlikte taşınım sağlanırken, değişken sayıyı daha düşürmek için bir yöntem olarak geliştirilmiştir. Yani ısı transfer taşınım katsayısı olarak alınan ”h” birimi sayesinde Nusselt sayısı ile boyutsuzlaştırma yapılır.

Nusselt sayısı iletim ısı transfer katsayısı yani “k” birimi ile birlikte taşınım ısı transfer katsayısı birimi arasında bir oran sağlanması ile birlikte elde edilir. Bu bağlamda;

h= ısı transfer taşınım katsayısıdır ve birimi (W/m2.K) olarak alınır.
k= ısı transfer iletim katsayısıdır ve birimi (W/m.K) olarak alınır.
Lc= karakteristik uzunluk yani metre(m) birim olarak alınmaktadır.

Bu değerlerle birlikte Nusselt sayısının hesaplanması için

Nu=hLc/k

Formülü kullanılmaktadır.

Nusselt sayısı sayesinde bir akışkan tabakası üzerindeki ısı transferinin iletimi ile oran gerçekleştirildiğinde bir sonuç elde edilir. Bu çerçevede oran göz önüne alındığında, Nusselt sayısı ne kadar büyük çıkarsa, taşınım sayesinde ısı transferinin de o kadar yüksek olduğu görülür. Nusselt sayısı 1 rakamına eşit olduğunda da bu tabakada ısı transferinin sadece iletimden ibaret olduğu kabul edilebilir.

Gündelik hayat ile karşılaştırma yapıldığında da Nusselt sayısını yükseltmenin soğutma işlemi ile birebir olarak benzer bir yapısı bulunmaktadır. Yani rüzgar estiğinde havanın daha soğuk hissedilmesi, cihazlarda soğutma için fan kullanılması veya yemeğin soğutulması için üzerine üflenmesi Nusselt sayısını yükseltir ve daha etkili bir soğutma sonucu sağlar.