传热系数修正方法介绍

由于在冷却液与换热壁面间的温差和l/d的限制（l为管长，d为管内径），常常会使得上面求解传热系数的式（4-63）不能满足工程的要求，下面从温差和l/d之值两个方面对上式进行修正。

1.变物性影响的修正

所谓温差的影响，实际上是考虑流体热物理性质随温度变化而引起的影响。在有换热的条件下，冷却液管道截面上的温度是不均匀的。因为温度要影响粘度，所以截面上的速度分布与等温流动的分布有所不同。图4-18给出了流体被加热时冷却液管道内速度分布随换热情况的畸变，即永磁缓速器热传导的边界条件。图中曲线1为等温流动分布曲线，曲线2为冷却液管道内流体加热时的速度分布曲线。可见近壁处流速曲线高于等温曲线，流速增强，加强换热。

当流体平均温度与固体表面温度的差值大于20℃时，只靠Pr指数的区别已经不能充分反映变物性的影响。这时可以采用引入温差修正系数的方法，即在式（4-63）右端乘上系数c_t，其计算公式为

式中，η是动力粘度，单位为Pa·s，加下标f、w分别表示以流体平均温度及壁面温度来计算流体的动力粘度。

2.入口段的影响

入口效应指入口段由于热边界层较薄而具有比充分发展段高的表面传热系数。但究竟高出多少，要视不同的入口条件（如入口是尖角还是圆角，加热段前有无辅助入口段等）而定。对于通常工业设备中常见的尖角入口，推荐的入口效应修正系数C_t的计算公式为(www.xing528.com)

即应用式（4-63）计算的Nu数，乘上c_t后即为包括入口段在内的总长为l的管道的平均Nu数。

图4-18 永磁缓速器热传导的边界条件

3.非圆形截面的槽道

对于非圆形截面槽道，如采用当量直径（equivalent diameter）作为特征尺度，则对圆管得出的湍流传热公式就可近似地予以应用。当量直径d_c的计算公式为