В процессе изучения необходимо помнить, что при передаче теплоты теплопроводностью, конвекцией и излучением, которые могут осуществляться одновременно, конвективный теплообмен имеет решающее значение. При этом он является наиболее сложным физическим процессом и, соответственно, наиболее трудным процессом в освоении.
Основной задачей теории конвективного теплообмена является получение зависимостей для определения коэффициента теплоотдачи, который, в отличие от коэффициента теплопроводности не является физическим параметром тела, а характеризует тепловое взаимодействие движущегося теплоносителя и твердой поверхности. Это взаимодействие зависит от большего количества факторов, таких как скорость движения жидкости, температур поверхности нагрева и жидкости, физических свойств жидкости, формы и размеров поверхности и других характеристик. Расчет коэффициентов теплоотдачи осложняется тем, что вышеперечисленные параметры взаимосвязаны. Напрмер, вязкость, плотность, коэффициент теплопроводности жидкостей зависит от температуры, скорость движения жидкости, в свою очередь, зависит от вязкости и т.п. Вынужденная конвекция часто сопровождается свободной конвекцией. Поэтому коэффициент теплоотдачи как комплексная характеристика конвективного теплообмена должна учитывать все особенности его протекания. В связи с этим необходимо разобраться прежде всего с физической природой процесса конвективного теплообмена, обратить внимание на условия движения жидкости (вынужденное или свободное, ламинарный или турбулентный режим течения), на условия возникновения и развития гидродинамического и теплового пограничных слоев. Обратить внимание на соотношение толщины этих слоев в зависимости от физических свойств жидкостей, т.е. от чисел Прандтля.
Следует уяснить, что математическое описание конвективного теплообмена, состояние из системы дифференциальных уравнений и условий однозначности, является довольно сложным. Аналитическое решение системы дифференциальных уравнений в связи с этим в большинстве случаев не представляется возможным. Задача может быть решена только для ограниченного числа простейших случаев и то с большим количеством допущений. Получение числовых значений коэффициентов теплоотдачи экспериментальным путем на контурных объектах экономически нецелесообразно. Выходом из положения является приближение теории подобия. Она дает возможность проводить экспериментальные исследования на модели объекта, что значительно дешевле, и результаты опытов на модели, распространять на все подобные явления, происходящие в натурных устройствах. В процессе изучения раздела рекомендуется ознакомиться с тремя теоремами подобия, и их следствиями, с признаками подобия, с физическим смыслом основных чисел подобия, используемых при решении задач конвективного теплообмена. Следует четко уяснить различие между определяющими и определяемыми числами подобия. Одним из важных моментов являются условия подобия различных процессов конвективного теплообмена. Необходимо ознакомиться с теорией физического и математического моделирования процессов конвективного теплообмена. Следует обратить внимание на то, что обработка экспериментальных данных в критериальной форме позволяет выявить основаные факторы, оказывающие существенное влияние на величину коэффициента теплоотдачи.