可以使用下面给出的公式找到水力直径 -
Dh = 4A/P
哪里，
Dh 是水力直径
A 是非圆形横截面的面积
P是非圆形横截面的润湿周长
水力直径是水力半径 R 的函数h，可以通过将横截面面积 A 除以润湿周长 P 得出。
注意 Dh = 4Rh
这种关系不同于传统的直径和半径之间的关系（即 D = 2R）。 只有在将非圆形横截面转换为圆形时才会出现这种差异。
注意——计算水力直径时满足动量守恒定律。 此外，水力直径与正常直径不同。 Dh 仅对圆形导管相同。
水力直径的简单表示
层流有助于我们测量高粘度流体的流量，因为这种类型的流动给出了流速和流量之间的线性关系 压力下降. 有利 层流条件 是高粘度和低速度。 在更高的速度下，流体粒子开始以不同的方式表现，从而导致流体层的混合。 这种混合会产生湍流，因此称为湍流。 当需要适当混合流体时，需要湍流。 一个这样的例子是火箭发动机中燃料与氧化剂的混合。 湍流有助于流体的彻底混合。
雷诺数可以从下面给出的方程计算 -
哪里，
Re 是雷诺数
u 是平均速度速度（以米/秒为单位）
ν 是运动粘度（m2/ s）
Dh 是水力直径（以米为单位）
在圆形管道中，
层流，Re < 2000
瞬态流，2000 < Re 4000
对于平板，
层流，Re 5,00,000
圆形管道是*常用的管道，用于将流体/气体从一处输送到另一处（即使距离很远）。 水管道是用于输送流体的圆形管道的真实例子。 这些管道可以长距离输送，例如从滤水站到家庭，也可以短距离输送，例如地下水箱到露台水箱。 圆管的水力直径由下式给出-
热交换器是用于将热量从一种流体传递到另一种流体以根据需要降低/增加流体温度的热装置。 存在许多类型的换热器，其中*常用的是板管式和壳管式换热器。 流体可以通过两种方式通过热交换器。 在**种类型中，冷热流体以相同的方向注入，因此称为平行流换热器。 在第二种类型中，流体以相反的方向通过管子，因此它被称为逆流换热器。
在此基础上设计了蒸发器和冷凝器。 在蒸发器中，热流体的温度保持不变，而冷流体变热。 在冷凝器中，冷流体的温度保持不变，热流体的温度降低。
换热器中的传递速率由以下关系给出 -
对于热流体：Qh =米h Cph (Thi - T.ho )
对于冷流体：Qc =米c Cpc (Tco - T.ci )
由能量守恒，
热流体损失的热量 = 冷流体获得的热量。
=> Qh = Qc
哪里，
Qh 表示热流体损失的热量
Qc 表示冷流体获得的热量
Thi 是入口处热流体的温度
Tho 是出口处热流体的温度
Tci 是入口处冷流体的温度
Tco 是出口冷流体的温度
mh 是热流体的质量（公斤）
mc 是冷流体的质量（公斤）
Cph 是热流体的比热（J/K-Kg）
Cpc 是冷流体的比热（J/K-Kg）
在板式换热器中，热量穿过截面并分离冷热流体。 这 类型的热交换器用于许多工业应用。 它们用于 热泵、油冷系统、发动机冷却系统、蓄热系统等。
板式换热器具有矩形/方形横截面，因此，水力直径由下式给出：
Dh = 2ab/a+b 板式换热器
图片学分：
哪里，
ρ 是流体的密度（kg/m^3）
D为管道水力直径（m）
l 为管长（m）
v 是平均流速（以 m/s 为单位）特征长度基本上是系统的体积除以其表面积。
在某些情况下，它可以等于水力直径。
数学上
Lc V =表面/A表面
对于方形风管-
Lc = A
对于矩形风管-
流动的横截面积与湿周的比值称为水力半径。
Rh = 应付帐款
流动的横截面积与自由水面或顶面宽度的比值称为水力深度。
Hd = 自动变速箱
哪里，
A 是流动的横截面积
T 是到顶面或自由面的宽度。
在数学上，水力平均深度和水力半径是相同的。
实际上，雷诺数用于检查流体流动的行为或性质。 这反过来有助于我们找到 Nusselt 数，然后使用该数来计算来自封闭管道的热传递率。
因此，雷诺数是一个非常重要的无量纲数，在流体和热科学中都起着至关重要的作用。 但是要找到雷诺数，首先我们需要找到封闭管道的水力直径。 对于非圆形横截面，水力直径提供了一个直径值，使其流动特性与圆形横截面的流动特性相同。
对流传热与传导传热之比称为努塞尔数。
努塞尔数由以下关系给出 -
针对 层流： Nu = 0.332稀土0.5 Pr0.33
对于湍流：Nu = 0.039 Re0.8 Pr0.33
哪里，
Re 表示雷诺数
Pr 表示普朗特数
动量扩散率与热扩散率之比称为 普朗特数. 它以德国科学家路德维希·普朗特命名。 这个无量纲数可以帮助我们进行相关的计算 强制和自然热对流. 其意义在于帮助我们研究流体的动量输运和热输运能力之间的关系。
普朗特数由下面给出的公式计算 -
