1L: 1、结构；2、介质；3、运行参数
2L: 传热系数的大小与冷热流体的性质、换热的操作条件（如流速、温度等）、传热面的结垢状况以及换热器的结构和尺寸等许多因素有关。对流传热十分复杂，垢层热阻又难以确定，因此传热系数的计算值与实际值往往相差较大。在设计换热器时，最好有实测值或生产中积累的经验数据作为参考。 3L: 换热器的总传热系数主要与换热管两侧的膜传热系数和换热管的热阻有关，因而换热器的总传热系数与下列参数有关：
1.换热管、壳程流体的物性数据（粘度、表面张力、密度等）；
2.换热管、壳程流体的流速有关；
3.换热管的热阻有关。
4L: 在传热基本方程式Q=KAΔtm中，传热量Q是生产任务所规定的，温度差Δtm之值由冷、热流体进、出换热器的始、终温度决定，也是由工艺要求给出的条件，则传热面积A之值与总传热系数K值密切相关，因此，如何合理地确定K值，是设计换热器中的一个重要问题。
目前，总传热系数K值有三个来源：一是选取经验值，即目前生产设备中所用的经过实践证实并总结出来的生产实践数据；二是实验测定K值；三是计算。
在传热计算中，如何合理地确定K值，是设计换热器中的一个重要问题。而在设计中往往参照在工艺条件相仿、类似设备上所得较为成熟的生产数据作为设计依据。工业生产用列管式换热器中总传热系数值的大致范围见表4-10
列管式换热器中K值大致范围
热流体
冷流体
总传热系数，K
W/m2·K
亨润成型机炮筒图水
水
850～1700
轻油
水
340～910
重油
水
60～280
气体
水
17～280
水蒸汽冷凝
水
1420～4250
水蒸汽冷凝
气体
30～300
低沸点烃类蒸汽冷凝(常压)
水
455～1140
高沸点烃类蒸汽冷凝(减压)
水
60～170
水蒸汽冷凝
水沸腾
2000～4250
声波驱蚊
水蒸汽冷凝
电阻加热炉轻油沸腾
455～1020
水蒸汽冷凝
重油沸腾
140～425
总传热系数的计算
前述确定K值的方法虽然简单，但往往会因具体条件不完全符合所设计的情况，而影响到设计的可靠性。所以，还必须对传热过程进行理论上的分析，以了解各种因素对传热过程的影响，从而建立起计算总传热系数K的定量式。这样可将理论计算值与生产过程的经验值或现场测定值互相核对、互相补充，最后得出一个比较符合客观实际的K值，以用来进行生产设备的设计。
如图4-23所示，两流体通过金属壁的传热包括以下过程：
(1) 热流体以对流传热的方式将热量传给管壁一侧；
(2) 通过管壁的热传导；
(3) 由管壁另一侧以对流传热的方式将热量传给冷流体。
上述过程可表示如下
热流体一侧的对流传热量
通过管壁传导的热量
冷流体一侧的对流传热量
对于稳定传热过程
Q1=Q2=Q3=Q
式中 a1、a2-----分别为热、冷流体的对流传热系数，W/m2·℃；
T、 t-----分别为热、冷流体的温度，℃；
Tw、tw-----分别为热、冷流体侧的壁面温度，℃；
A1、A2-----分别为热、冷流体侧的传热面积，m2；
Am-----金属壁的对数平均面积，m2；
λ-----传热壁的导热系数，W/m·℃；
b-----传热壁厚度，m。
整理式(4-41)、(4-41a) 、(4-41b)并相加可得
式(4-42)与传热基本方程式Q=KAΔtm比较得
当传热面为圆筒壁时，A1≠A2≠Am，这时总传热系数K则随所取的传热面不同而异。若发传热面A=A1，则式(4-43)可写成
式中K1称为以传热面A1为基准的总传热系数。
同理，总传热系数亦可以传热面A=A2，则式(4-43)可写为
式中K2称为以传热面A2为基准的总传热系数。
若传热面A= Am，相应的计算式为
式中Km称为以传热面Am为基准的总传热系数。
由式(4-43a)、(4-43b)、(4-43c)可见，由于取的传热面不同而K值亦不同，即K1≠K2≠Km，但K1A1=K2A2=KmAm，而
Q= K1A1Δtm
= K2A2Δtm
= KmAmΔtm
对圆管
式中L为管长，m。
当传热面为平壁时，A1=A2=Am=A，则式(4-43)为
或 当壁阻b/λ较1/a1、1/a2小得多时，则b/λ可忽略，这时总传热系数可简化成下式
对以下几种情况可以简化
(1) 管壁较薄或管径较大者，即对d外/d内<2者，可近似取A1=A2=Am，则圆筒壁可近似当成平壁计算。
(2) 当a1<<a2,且壁阻亦可忽略不计时，则
Q= K1A1Δtm= a1A2Δtm
同理，当a2<<a1，壁阻可忽略不计时，则
Q= K2A2Δtm= a2AΔtm
5L: 根据总传热系数公式可以看出跟1、管程膜传热系数2、管壳程热阻和管壁热阻3、壳程传热系数
1、管程膜传热系数于雷诺数，普朗特数，粘度修正系数等有关系
雷诺数由流体流速，流体密度，管直径和流体动力粘度决定
普朗特殊由流体热熔，动力粘度和导热系数决定
2、这些都是某系固定的值所以不在讨论
3、壳程膜传热系数又由壳程流体雷诺数，普朗特数，粘度修正系数，还有壳程排管方式，折流板间距、开孔大小
与壳程内径间隙、切口率、切口方向，分成隔板数等一系列结构参数决定，非常复杂
总传热系数由他们组合而来，还要区分哪个是决定因素，简单的说哪个传热系数小就主要提高哪个这样可以很大程度上提高总传热系数
6L: 1.换热器的管、壳程流体的物性数据（温度梯度、粘度、表面张力、密度等）；
2.换热器的管、壳程流体的流速有关；
3.换热器换热管的热阻有关（物料沉积、结垢影响）；
4.换热器换热管的材质。
7L: 通俗的讲，主要看材质的选择，金属换热系数和塑料的换热系数肯定不一样。另外不同介质其传热系数也不相同。
8L: 总传热系数K是反映换热器传热性能的重要参数，也是对换热器进行传热过程计算的基本依据。它可以通过查阅相关手册、实验测定和分析计算获得。总传热系数K的数值取决于流体的物性、传热过程的操作条件和换热器的类型等多方面因素。
9L: 总传热系数K是表示换热设备性能的极为重要的参数，也是对换热设备进行传热计算的依据，同时也是确定换热面积的一个重要参数。K的数值取决于流体的物性、传热过程的操作条件及换热器的类型等等。
1、K的计算方法
若管内、外的对流传热膜系数分别为αi和α0；管内侧与外侧的污垢热阻分别用RSi与RSo ，当以管外壁传热面积Ao（=pdol）为基准，则传热系数K（单位：W/(m2K)）为： 上式可以简化：
间壁两侧流体间传热的总热阻等于两侧流体的对流传热热阻、污垢热阻及管壁热传导热阻之和。
2、污垢热阻
常见流体在传热表面形成的污垢热阻，其大致数值范围列于下表。
表 污垢热阻的大致数值范围
液体 污垢热阻Rs 液体 污垢热阻Rs
m2•K/KW m2•K/KW
水（u＜1m/s，t＜50℃）：
蒸馏水
海水
清净的河水
未处理的凉水塔用水
经处理的凉水塔用水
经处理的锅炉用水
硬水、井水
水蒸汽：
优质、不含油
劣质、不含油
0.09
0.09
0.21
0.58
0.26
0.26
0.58
0.052
0.09 液体：
处理过的盐水
极压高温润滑脂有机物
燃料油
焦油
气体：
空气
溶剂蒸气
0.264
0.176
1.06
1.76
0.26～0.53
0.14
为避免污垢热阻增大使传热速率严重下降，换热器要根据具体工作条件，定期清洗。
3、K的范围
在进行换热器的传热计算时，常需先估计传热系数K。下表列出了常见的列管式换热器经验值的大致范围。
表 列管式换热器中K值大致范围
冷流体 热流体 总传热系数K/W/（m2•K）
水
水
水
水
水
有机溶剂
水
气体
水
水沸腾
轻油沸腾 水汽车喷水电机
气体
有机溶剂
轻油
重油
有机溶剂
水蒸汽冷凝
水蒸汽冷凝
低沸点烃类冷凝
水蒸汽冷凝
多媒体教学讲台水蒸汽冷凝 850～1700
17～280
280～850
340～910
60～280
115～340
1420～4250
30～300
455～1140
2000～4250
455～1020
由表可见，K值变化范围很大，设计人员应对不同类型流体间换热时的K值有一数量级概念。
同时还得注意：不同参考书目推荐的K值范围差别也很大，另外换热器用途不一样时（加热器、冷却器、蒸发器、冷凝器等），K值也不一样。
4、提高K的方法
为了减少换热面积，从K式中可以知道要提高 K必须要设法减小热阻。
当管壁热阻和污垢热阻均可忽略时，上式可简化为：
若αi>>αo，则1/K»1/αo， 由此可知当两个对流传热膜系数相差较大时，欲要提高K关键在于提高对流传热膜系数较小一侧的对流传热膜系数。
例如：
α0 αi K
40
40
200
1000 5000
10000
5000
1100 39.68
39.84
192.3
524
若两侧的α相差很大，则须提高较小的α，才能提高K 。若两侧的α相差不大，则须同时提高两侧的α，才能提高K 。若污垢热阻力控制因素则必须设法减慢污垢形成速率或及时清除污垢。
10L: 总传热系数一般由管内传热系数，管外传热系数，管内污垢热阻，管外污垢热阻，管壁导热系数。
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