热交换器是用于从一种介质向另一种介质传热的设备。不同的热交换器的类型广泛应用于过程工业，其中两种介质通常是过程流体或实用流体。
选择特定类型的热交换器取决于两种流体流的性质，它们的压力、温度、流速和所需的传热速率。因此，了解热交换器的基本工作原理是很重要的，以便在给定的情况下对哪种热交换器可以使用做出明智的决定。
基本热交换器工作原理
热交换器促进了从一种介质到另一种介质的传热。这些介质通常是两种工艺流体流，如:油、水、蒸汽、气体、空气等。一般来说，一种流体要比另一种热得多。
我们有热的和冷的液体。热交换器使热通过金属壁从热流体流向冷。
热交换器使冷热气流通过由金属表面相互隔开的通道。由于金属的高导热性，热量从热流流向冷流。所以热流体离开热交换器，温度降低一点。冷流的温度会更高一些。
这就是为什么热交换器被广泛地用于加热或冷却加工厂中的流体流。
换热器设计和运行中的重要参数
为了理解换热器的基本工作原理及其对换热器性能的影响，有必要了解几个参数。
冷热流体的性质
这两种流体的化学成分、纯度、温度和压力必须考虑到它对换热器金属壁的影响。
有些液体会引起腐蚀和污染，降低了换热器的传热效率。因此，必须选择换热器的金属和类型，以确保最小的污垢和易于维护。这是一个标准的做法将脏污或腐蚀性流体放在管侧的管壳式换热器，由于管束的内壁为易于机械清洗．
流量，温差，表面积
在一个传热操作中所需要的总传热速率是用下面的公式-计算的
式中，Q =总传热率
W管和W壳牌管侧和壳侧的质量流量分别是多少
CpT和CpS管侧和壳侧的比热容分别是多少
ΔT管为管侧(管侧进/出口之间)温度差
ΔT壳牌为壳体侧(壳体侧进/出口之间)的温度差
因此，在流体中(从入口到出口)产生所需的温度变化所需的整体传热速率与流量、比热和ΔT本身成比例。
此外，这一传热速率要求为我们提供了实现所需的传热操作所需的整体传热面积。
式中，Q =总传热率
U =总传热系数
一个整体=总传热面ares
LMTD =对数平均温差
在那里,
ΔT1→热交换器一端热流和冷流之间的温差
ΔT2→热交换器另一端热流和冷流之间的温差
这些方程为我们设计换热器设备提供了基本的框架。通常，热交换器设计是一个非常开放的问题，你可能会得到不同的解决方案的不同方法的问题。
热交换器设计:一个开放式的问题
考虑以下例子-
- 如果你对传热面积有很大的要求，你可以寻找紧凑的热交换器设计。一个板和框架交换器将给你一个大的传热面积，与一个更小的足迹。
- 另一方面，您可能决定使用不同的实用程序来增加LMTD并减少对传热面积的要求。
根据您的情况，您可以使用某种类型的交换器或改变工艺/操作条件来解决相同的问题。
你所采取的方法将决定最终解决方案的有效性。了解换热器的基本工作原理，将使您能够采取最佳的方法。
