已知：某锅炉厂生产的220t/h高压锅炉，其低温段空气预热器的设计参数为：叉排布置，s1=76mm,s2=44mm、管子Φ=40mm×1.5mm，平均温度为150℃的空气横向冲刷管束，流动方向上总排数为44。在管排中心线截面上的空气流速（即最小截面上的流速）为6.03m/s。管壁平均温度为185℃。求：管束与空气间的平均表面传热系数。

考查要点：本题主要考查叉排管束横向冲刷下的对流传热计算，涉及物性参数确定、雷诺数计算、修正努塞尔数公式应用及传热系数求解。

解题核心思路：

1. 确定平均温度，查取空气的物性参数（导热系数、运动粘度、普朗特数）。
2. 计算雷诺数（Re），判断流动状态。
3. 应用修正努塞尔数公式（Ni），结合管间距比、雷诺数、普朗特数等参数计算Ni。
4. 利用努塞尔数公式计算对流换热系数$h_m$。

破题关键点：

• 物性参数的正确选取：需基于平均温度查表。
• 修正努塞尔数公式的准确应用：注意公式中各参数的物理意义及单位统一。
• 公式中管径的选择：需明确公式中分母为管外径。

1. 确定平均温度与物性参数

空气与管壁的平均温度为：
$t_f = \frac{150 + 185}{2} = 167.5 \, \text{℃}$
查空气在167.5℃时的物性参数：

• 运动粘度 $\nu = 30.93 \times 10^{-6} \, \text{m}^2/\text{s}$
• 导热系数 $\lambda = 3.689 \times 10^{-2} \, \text{W}/(\text{m} \cdot \text{K})$
• 普朗特数 $\Pr = 0.68135$

2. 计算雷诺数（Re）

雷诺数公式为：
$\text{Re} = \frac{u \cdot D}{\nu}$
其中，流速 $u = 6.03 \, \text{m/s}$，管外径 $D = 40 \, \text{mm} = 0.04 \, \text{m}$，代入得：
$\text{Re} = \frac{6.03 \times 0.04}{30.93 \times 10^{-6}} \approx 7798.2$

3. 计算修正努塞尔数（Ni）

叉排管束修正努塞尔数公式为：
$\text{Ni} = 0.35 \left( \frac{S_1}{S_2} \right)^{0.2} \text{Re}^{0.5} \Pr^{0.36} \left( \frac{\Pr_j}{\Pr} \right)^{0.25}$
其中：

• $S_1 = 76 \, \text{mm}$，$S_2 = 44 \, \text{mm}$
• $\Pr_j$（局部普朗特数）与 $\Pr$ 接近，取 $\Pr_j / \Pr \approx 1.0016$

代入数据计算得：
$\text{Ni} \approx 0.35 \times \left( \frac{76}{44} \right)^{0.2} \times 7798.2^{0.5} \times 0.68135^{0.36} \times 1.0016^{0.25} \approx 73.60$

4. 计算对流换热系数（$h_m$）

利用努塞尔数公式：
$h_m = \frac{\text{Ni} \cdot \lambda}{D}$
代入 $\text{Ni} = 73.60$，$\lambda = 3.689 \times 10^{-2} \, \text{W}/(\text{m} \cdot \text{K})$，$D = 0.04 \, \text{m}$：
$h_m = \frac{73.60 \times 3.689 \times 10^{-2}}{0.04} \approx 67.88 \, \text{W}/(\text{m}^2 \cdot \text{K})$