对于纵掠棒束充分发展的湍流，因为棒束子通道各向强烈的不均匀性，其Nu值可能与纵掠圆管的情况有显著不同。因此Nu数和h与在棒束的位置有很大的关系。然而，当Pr>0.7之后，Nu数对边界条件就变得不这么敏感；此外，如果考虑将沿燃料棒的冷却剂湿周定义一个在外周无剪切的当量环，发现在P/D≥1.12时所预测的Nu数误差在10%以内。

通常采用的方法是在充分发展的圆管的Nu∞数计算关联式的基础上，添加一个修正因子ψ：

式中，除了特别声明以外，Nu∞　c.t.一般使用Dittus-Boelter关系式。

（1）无限栅格

对于正方形栅格，当1.05≤P/D≤1.9时，

对于三角形栅格，当1.05≤P/D≤2.2时，

在采用水作为冷却剂时，Weisman建议：

对于正方形栅格，当1.1≤P/D≤1.3时，

对于三角形栅格，当1.1≤P/D≤1.5时，

式中 P——栅距，m；

D——棒径，m。

从式（3-17）不难看出较稀疏的栅格给出较高的换热系数。

（2）有限栅格

Markoczy给出了有限栅格中任何棒的统一表达式为

式中，Re数的特征尺寸根据围绕该棒相邻子通道的水力直径来确定，，其中j代表该棒相邻的第j个子通道；指数B为B=De/D。对于正方形栅格，ψ值与实验值在概然误差为8.58%下的平均偏差为12.7%。适用条件为：3 000≤Re≤106，0.66≤Pr≤5.0，三角形栅格1≤P/D≤2.0，正方形栅格1≤P/D≤1.8。

（3）入口效应

在实际工程中，沿通道长度h并不是常数，主要有以下两个原因：

①在入口后一段距离，温度分布处于变化中。

②因为温度变化导致物性参数发生改变。(www.daowen.com)

温度对物性的影响一般采用定性温度来表征，一般采用入口和出口温度的平均值来代表。

而入口效应则要复杂得多。入口段长度一般与Re数，Pr数、热流密度曲线分布和流体的入口条件等因素有关。在入口段区域内，传热系数h从无限大急剧下降到某个渐进值（图3-1）。在这种情况下，用充分发展段的努塞尔数Nu∞来估计全长通道的平均努塞尔数 是保守的。

图3-1　Re=105下沿管长的局部换热系数

一般对于圆管，认为

总体平均换热系数提出了几个包含有入口效应的关联式，与入口条件有关。总的来讲，入口区域的传热系数要相对高一些。

①Re>10 000，0.7<Pr<120时，对于方形入口，McAdams推荐使用式（3-19）：

②对于带喇叭形入口的圆管，Latzko提出对于L/De<0.693R的入口段可以采用关联式：

对于L/De>0.693R的入口段，则可以采用：

式中，参数A为Re的函数：

在26 000<Re<56 000区间，Latzko的预测关联式中如果采用A=1.4的预测结果要比A=1.83～2.22时要好。对气体在各种入口条件下的换热系数计算时，采用式（3-21）时的不同A值可以参考表3-3。对于过热蒸汽，可以采用如下的McAdams的推荐值：

表3-3　管内气流的努塞尔数入口系数

续表

入口区域局部换热系数对于短管，充分发展段只占到很短的长度，必须考虑局部换热系数。实验给出了如下的关联式。

①入口速度和温度均匀分布条件下：

②直进口：