ऊष्मा सहगुणांक एवं ऊष्मा संचरण सहगुणां

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I. ऊष्मा हस्तांतरण गुणांक α: न्यूटन के शीतलन सिद्धांत के अनुसार, dQ = αA△t। ऊष्मा हस्तांतरण गुणांक α की इकाई W/(m²·°C) है। इस गुणांक का भौतिक अर्थ यह है कि, प्रति इकाई समय में, प्रति इकाई ऊष्मा हस्तांतरण क्षेत्रफल पर, 1K के तापमान अंतर के कारण हस्तांतरित होने वाली ऊष्मा की मात्रा। प्रयोगों से पता चला है कि ऊष्मा हस्तांतरण गुणांक को प्रभावित करने वाले कारक हैं: ① तरल पदार्थ का प्रवाह वेग: ऊष्मा हस्तांतरण बाधा-स्तर में होने वाला ऊष्मा हस्तांतरण, संवहनीय ऊष्मा हस्तांतरण का मुख्य कारक है। जाहिर है, प्रवाह गति को बढ़ाने से ऊष्मा-संचरण हेतु आवश्यक सीमा-परत पतली हो जाती है; इससे α मान बढ़ जाता है, और इस प्रकार संवहनीय ऊष्मा-संचरण प्रक्रिया मजबूत हो जाती है। ②तरल पदार्थ की संवहन स्थिति: क्या प्राकृतिक संवहन का उपयोग किया जाए, या बलपूर्वक संवहन का? जाहिर है, जब जबरन संवहन होता है, तो तरल पदार्थ की गति, प्राकृतिक संवहन की तुलना में अधिक होती है। 　③तरल पदार्थों के प्रकार ； तरल, गैस, वाष्प। 　　 ④तरल पदार्थों के गुण: इनमें सबसे महत्वपूर्ण गुण हैं – तरल पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा, ऊष्मा संचरण गुणांक, घनत्व, चिपचिपाहट आदि। जैसे, जिन तरल पदार्थों का ऊष्मा संचरण गुणांक अधिक होता है, उनमें ऊष्मा संचरण हेतु आवश्यक सीमा-परत का ऊष्मा-प्रतिरोध कम होता है; इसलिए ऐस उच्च चिपचिपाहट वाले तरल पदार्थों में, समान प्रवाह गति पर Re संख्या कम होती है; इस कारण ऊष्मा संचरण हेतु आवश्यक सीमा-परत मोटी हो जाती है, जिससे ऊष्मा हस्तांतरण गुणांक कम हो जाता है। 　⑤ऊष्मा संचरण हेतु उपयोग में आने वाली सतहों का आकार, स्थान एवं आकृति: ऊष्मा संचरण हेतु उपयोग में आने वाली सतहों के विभिन्न आकार होते हैं; जैसे वृत्ताकार ट ； यह ट्यूब के अंदर है, या बाहर? ； क्या इसे ऊर्ध्वाधर रूप से रखा जाए, या क्षैतिज रूप से? ； इसके अलावा, विभिन्न व्यास एवं लंबाई भी α पर प्रभाव डालते हैं। 　　 उपरोक्त प्रभावकारी कारकों को ध्यान में रखते हुए, ऊष्मा संचरण गुणांक α को निम्नलिखित समीकरण के रूप में व्यक्त किया जा सकता है:
α = f(u, d, ρ, μ, t, cp, …)

विभिन्न ऊष्मा संचरण प्रक्रियाओं में बहुत अंतर होता है, एवं α को प्रभावित करने वाले कारक भी अलग-अलग होते हैं। सामान्य ऊष्मा संचरण प्रक्रियाओं को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:
1. ऐसी प्रक्रियाएँ जिनमें तरल पदार्थ में कोई चरण-परिवर्तन नहीं होता:
(1) तरल पदार्थ में जबरदस्ती होने वाला संवहन द्वारा ऊष्मा संचरण;
(2) तरल पदार्थ में स्वाभाविक संवहन द्वारा ऊष्मा संचरण।
2. ऐसी प्रक्रियाएँ जिनमें तरल पदार्थ में चरण-परिवर्तन होता है:
(1) वाष्पीकरण द्वारा ऊष्मा संचरण;
(2) तरल पदार्थ के उबलने द्वारा ऊष्मा संचरण।

चरण-परिवर्तन रहित संवहन द्वारा ऊष्मा संचरण हेतु अनुभवजन्य संबंध:
वृत्ताकार सीधी नलियों में जबरदस्ती होने वाले अशांत संवहन द्वारा ऊष्मा संचरण हेतु ऊष्मा संचरण गुणांक:
α = 0.023 * (λ/d) * (ρdu/μ)^0.8 * (cμ/λ)^b

जब तरल पदार्थ को गर्म किया जाता है, तो b = 0.4; जब तरल पदार्थ को ठंडा किया जाता है, तो b = 0.3।
(Re > 10000, 0.7)