換熱器作為實現(xiàn)熱量傳遞的設(shè)備，它的內(nèi)部發(fā)生的傳熱過程是熱力學基本規(guī)律的集中體現(xiàn)。理解這些傳熱方式和相互作用，是進行換熱器設(shè)計、選型、性能分析和優(yōu)化的基礎(chǔ)。在一個典型的換熱器中，熱量從熱流體傳遞到冷流體，通常不是通過單一方式，而是熱傳導、對流傳熱和熱輻射三種基本方式協(xié)同作用的結(jié)果，其中對流傳熱往往占據(jù)主導地位。

1.對流傳熱是換熱器中最重要、最普遍的傳熱方式。它是指流體與固體壁面之間，或不同溫度流體微團之間，由于宏觀相對運動而引起的熱量傳遞。在換熱器中，這具體表現(xiàn)為：熱流體與換熱壁面之間的對流，以及冷流體與另一側(cè)壁面之間的對流。對流傳熱的強度用對流傳熱系數(shù)h來衡量，它受流體物性、流動狀態(tài)、流速、壁面幾何形狀等多種因素影響。工程師設(shè)計波紋板片、折流板、翅片等，重要的目的就是為了擾動流體，破壞邊界層，從而強化對流傳熱。

2.熱傳導是熱量通過固體材料本身，從高溫側(cè)向低溫側(cè)傳遞的方式。其驅(qū)動力是溫度梯度，遵循傅里葉定律。在換熱器中，熱傳導主要發(fā)生在分隔兩種流體的固體壁內(nèi)。為了減小這項熱阻，通常選擇導熱系數(shù)高的材料，并盡可能減薄壁厚。然而，在某些特定工況下，如處理腐蝕性介質(zhì)時，可能需要采用不銹鋼、鈦等導熱系數(shù)相對較低的材料，此時傳導熱阻會變得比較明顯。

3.熱輻射是以電磁波形式傳遞能量的方式。它的傳熱量與物體表面溫度的四次方成正比。在大多數(shù)中低溫的工業(yè)換熱器中，由于溫差不大，輻射換熱量與對流和傳導相比通?？梢院雎圆挥?。但在高溫工況下，如冶金、玻璃熔爐的余熱回收，或者燃燒煙氣冷卻器中，輻射傳熱可能變得非常重要，需要在設(shè)計時予以充分考慮。

因此，一臺換熱器的總傳熱過程，是熱量先通過對流從熱流體傳遞到熱側(cè)壁面，再通過熱傳導穿過壁面，最后再通過對流從冷側(cè)壁面?zhèn)鬟f到冷流體的串聯(lián)過程。輻射傳熱則在特定條件下疊加其中。專業(yè)的換熱器設(shè)計，如艾克森所實踐的，正是通過優(yōu)化流道設(shè)計、精選材料與厚度、并針對高溫工況進行特殊考，來系統(tǒng)地減少各個環(huán)節(jié)的熱阻，從而實現(xiàn)整體傳熱效率的最大化。