| Physikalische Kennzahl | |||||||||||||
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| Name | Colburn-Zahl | ||||||||||||
| Formelzeichen | $ J $ | ||||||||||||
| Dimension | dimensionslos | ||||||||||||
| Definition | $ J=\frac{\alpha}{\rho \; c_\mathrm p \; u}\left(\frac{c_\mathrm p \; \eta}{\lambda}\right)^\frac{2}{3} $ | ||||||||||||
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| Benannt nach | Allan Colburn | ||||||||||||
| Anwendungsbereich | Konvektion viskoser Fluide | ||||||||||||
Die Colburn-Zahl (Formelzeichen $ 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 $ \alpha $, der Dichte $ \rho $, der spezifischen Wärmekapazität $ c_\mathrm p $ bei konstantem Druck, der Strömungsgeschwindigkeit $ u $, der dynamischen Viskosität $ \eta $ sowie der Wärmeleitfähigkeit $ \lambda $ als:[1]
- $ J=\frac{\alpha}{\rho \; c_\mathrm p \; u}\left(\frac{c_\mathrm p \; \eta}{\lambda}\right)^\frac{2}{3} $
oder aus anderen Kennzahlen zusammensetzen:
- $ J = \frac{\mathit{Nu}}{\mathit{Re} \, \mathit{Pr}^\frac{1}{3}}=\mathit{St} \, \mathit{Pr}^\frac{2}{3} $
Dabei steht $ \mathit{Nu} $ für die Nußelt-Zahl, $ \mathit{Re} $ für die Reynolds-Zahl, $ \mathit{Pr} $ für die Prandtl-Zahl und $ \mathit{St} $ für die Stanton-Zahl.
Literatur
- Achim Lechmann: Modellierung von Wärmeübertragern in den Gaswechselsystemen von Verbrennungsmotoren. Diss. Berlin 2008 (PDF-Datei, 8,1 MB).
Einzelnachweise
- ↑ 1,0 1,1 Josef Kunes: Dimensionless Physical Quantities in Science and Engineering. Elsevier, 2012, ISBN 0-12-391458-2, S. 190 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).