Теплофизические свойства жидкости
Коэффициент теплоотдачи зависит от коэффициента теплопроводности (λ), теплоемкости (ср), кинематической вязкости (v), плотности (ρ), коэффициента объемного расширения (β) и других свойств жидкости, в частности, при наличии фазовых переходов (кипения, конденсации), от теплоты парообразования (r), коэффициента поверхностного натяжения (s) и т.д.
Геометрические размеры, форма, ориентация поверхности теплообмена
Установлено, что коэффициент теплоотдачи зависит от геометрической формы поверхности тела (плоской, цилиндрической, шаровой или иной), размеров (протяженности поверхности, диаметра трубы или сферы и т.д.), ориентации поверхности теплообмена (вертикальной, горизонтальной с теплоотдачей вверх, горизонтальной с теплоотдачей вниз, наклонной и т.д.).
Контрольные вопросы и задания
1. Запишите дифференциальные уравнения конвективного теплообмена, поясните физический смысл слагаемых в уравнениях энергии и движения.
2. Сформулируйте условия подобия физических явлений. Что дает теория подобия?
3. Каковы условия физического моделирования теплоотдачи и что оно дает?
4. Что называется определяющей температурой и определяющим размером?
5. Докажите, что числа подобия безразмерны, путем подстановки размерности величин, входящих в них.
6. Дайте понятия гидродинамического и теплового пограничных слоев. Как толщина этих слоев влияет на коэффициент теплоотдачи?
7. Как влияют на теплоотдачу: а) теплопроводность жидкости;
б) вязкость жидкости?
8. Перечислите факторы, влияющие на коэффициент теплоотдачи.
Примеры решения задач
Задача № 1. Моделируется процесс теплоотдачи при течении нефти по нефтепроводу диаметром d=1020 мм со скоростью w=0,5м/с. Кинематическая вязкость нефти для исследуемого участка трубы при средней температуре 
=30оС составляет v=14,7×10-6м2/с.
В модели предполагается нефть заменить водой, диаметр трубки d=30мм.
Какой расход воды необходимо иметь в модели, чтобы обеспечить подобие процессов теплоотдачи в модели и образце?
Решение
Согласно третьей теоремы подобия одноименные числа подобия для модели и образца должны быть одинаковы (Reм=Reo), т.е.
Кинематическая вязкость воды при =30оС v=0,805×10-6м2/с (табл. 2 приложения). Тогда скорость воды
расход воды
Плотность воды ρм=995,7 кг/м3 взята из табл. 2 приложения при 
=30оС.
Задача №2. На воздушной модели парового котла, выполненной в масштабе 1/8 натуральной величины, производилось изучение теплоотдачи конвекцией. Для первого газохода модели при различных скоростях воздуха были получены следующие значения коэффициента теплоотдачи:
w, м/с 2,0 3,14 4,65 8,8
, Вт/м2∙К 50,4 68,6 90,6 141.
Средняя температура воздуха, проходяшего через модель, tж=20оС. Диаметр трубок модели d=12,5мм.
Коэффициент теплоотдачи 
при обработке опытных данных был отнесен к средней арифметической разности температур между воздухом и стенкой.
На основе опытных данных получите формулу для расчета теплоотдачи конвекцией в первом газоходе котла в виде зависимости Nuжd=C Reжd n.
Решение
Результаты эксперимента обработаем в числах подобия
и 
.
При tж=20оС для воздуха коэффициент теплопроводности λ=0,026 Вт/м∙К, кинематическая вязкость v=15,06∙10-6м2/с (табл.1 приложения).
Результаты вычисления чисел Nu и Re для соответствующих значений и w представлены ниже:
w, м/с , Вт/м2∙К Re Nu
2,0 50,4 1660 24,2
3,14 68,6 2600 33,0
4,65 90,6 3860 43,6
8,8 141 7300 68,0.
По этим данным строим зависимость Nu = f (Re) в логарифмических координатах (рис. 6.4).
По тангенсу угла наклона прямой к оси абсцисс
определяем показатель степени п=0,706.
Постоянную С находим из уравнения
Таким образом, получаем расчетную формулу
Nuжd=0,129 
,
справедливую в пределах 1600 
Reжd 7300.