熱伝達率
流体の種類による熱伝達率の値は次の程度にみつもる。ただし熱伝達率は流れの形態や、固体の物性などによっても変化するため、以下はおおよその値である。また、単位が kcal/(m・h・°C) であることに注意。国際単位系との関係は 1 kcal/(m・h・°C) = 1.16279 W/(m K) である。
静止した空気(無風) 4 kcal/(m・h・°C)
流れている空気 10~250 kcal/(m・h・°C)
流れている油 50~1500 kcal/(m・h・°C)
流れている水 250~5000 kcal/(m・h・°C)
コルバーンの式(Colburn's equation)
N u = 0.023 R e 4 / 5 P r 1 / 3 {\displaystyle Nu=0.023Re^{4/5}Pr^{1/3}}
ディタス・ベルター(Dittus-Boelter)の式
N u = 0.023 R e 0.8 P r n ( 0.7 ≤ P r ≤ 160 , R e ≥ 10 4 , l / d > 10 ) {\displaystyle Nu=0.023Re^{0.8}Pr^{n}\quad (0.7\leq Pr\leq 160,\,Re\geq 10^{4},\,l/d>10)}
上式の指数n は、流体を加熱するときn = 0.4、冷却するときn = 0.3とする。また、物性値は出入口における温度の平均値を用いる。
コルバーンのアナロジーによる式
摩擦係数f が既知であれば、スタントン数St を用いて j H ≡ S t P r 2 / 3 = f / 2 {\displaystyle j_{\mathrm {H} }\equiv St\,Pr^{2/3}=f/2}
jH はコルバーンのj因子と呼ばれる。この式は平板についてもよく成り立つ。
ペトゥコフ(Petukhov)の式
物性値は膜温度における値を用いる。 N u = ( f / 8 ) R e P r 1.07 + 12.7 ( f / 8 ) 1 / 2 ( P r 2 / 3 − 1 ) ( 0.