Colburn-Zahl
| Physikalische Kennzahl | |||||||||||||
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| Name | Colburn-Zahl | ||||||||||||
| Formelzeichen | <math>J</math> | ||||||||||||
| Dimension | dimensionslos | ||||||||||||
| Definition | <math>J=\frac{\alpha}{\rho \; c_p \; u}\left(\frac{c_p \; \eta}{\lambda}\right)^\frac{2}{3}</math> | ||||||||||||
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| Benannt nach | Allan Colburn | ||||||||||||
| Anwendungsbereich | Konvektion viskoser Fluide | ||||||||||||
Die Colburn-Zahl (Formelzeichen <math>J</math>) 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).<ref name="kunes">Josef Kunes: Dimensionless Physical Quantities in Science and Engineering. Elsevier, 2012, ISBN 978-0-12-391458-3, S. 190 (eingeschränkte Vorschau in der Google-BuchsucheSkriptfehler: Ein solches Modul „Vorlage:GoogleBook“ ist nicht vorhanden.).</ref>
Die Colburn-Zahl lässt sich berechnen aus dem Wärmeübertragungskoeffizienten <math>\alpha</math>, der Dichte <math>\rho</math>, der spezifischen Wärmekapazität <math>c_p</math> bei konstantem Druck, der Strömungsgeschwindigkeit <math>u</math>, der dynamischen Viskosität <math>\eta</math> sowie der Wärmeleitfähigkeit <math>\lambda</math> als:<ref name="kunes" />
- <math>J=\frac{\alpha}{\rho \; c_p \; u}\left(\frac{c_p \; \eta}{\lambda}\right)^\frac{2}{3}</math>
oder aus anderen Kennzahlen zusammensetzen:
- <math> J = \frac{\mathit{Nu}}{\mathit{Re} \, \mathit{Pr}^\frac{1}{3}}=\mathit{St} \, \mathit{Pr}^\frac{2}{3}</math>
Dabei steht <math>\mathit{Nu}</math> für die Nußelt-Zahl, <math>\mathit{Re}</math> für die Reynolds-Zahl, <math>\mathit{Pr}</math> für die Prandtl-Zahl und <math>\mathit{St}</math> für die Stanton-Zahl.
Literatur
- Achim Lechmann: Modellierung von Wärmeübertragern in den Gaswechselsystemen von Verbrennungsmotoren. Diss. Berlin 2008 (Online [PDF; 8,1 MB]).
Einzelnachweise
<references />