Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена основано на следующем предположении: количество теплоты (тепловой поток), проходящей теплопроводностью через стенку, равен тепловому потоку, который проходит теплопроводностью через ламинарный слой или подслой, образованный омывающей средой в непосредственной
близости от поверхности теплообмена и равная тепловому потоку, что конвекцией от ламинарного слоя передается общему объему омывающей среды. Толщина ламинарного слоя зависит от физических свойств среды (плотности, вязкости), а также шероховатости материала поверхности и физических свойств среды, в ламинарном слое принимаются при температуре стенки поверхности.
Критерий Нуссельта является основным или определяемых в теории теплообмена, так как включает основную величину конвективного теплообмена-. Все остальные критерии определяющие (определяют критерий Нуссельта). В теории теплообмена (теплоотдачи конвекцией) используется примерно 20 определяющих критериальных чисел, количество которых может возрастать для новой задачи. Они называются именами ученых, впервые их предложили: критерий Рейнольдса (Re) критерий Прандтля (Pr) критерий Граcгофа (Gr) критерий Архимеда (Ar) и др..
Для того, чтобы подсчитать для конкретной физической задачи теплоотдачи конвекцией необходимо найти в литературе зависимость в критериальной форме, описывающей эту задачу; вычислить определяющие критерии, определить определяемый критерий Нуссельта и, далее, установить значение.