两流体通过间壁传热的分析

对流传热是指流体中质点发生相对位移而引起的热交换。对流传热仅发生在流体中，与流体的流动状况密切相关。实质上对流传热是流体的对流与热传导共同作用的结果。当流体被加热或冷却时，一般用另一种流体来供给或取走热量。这另一种流体称为载热体。

流体作湍流流动时，靠近壁面处流体流动分别为层流底层、过渡层（缓冲层）、湍流核心。

靠近壁面的存在温度梯度的薄流体层定义为热边界层。在热边界层以外的区域，流体的温度基本上相同，即温度梯度可视为零。

若紧靠壁面处薄层流体内的传热只能是热传导，则传热速率可用傅里叶定律表示，即

根据牛顿冷却定律，流体和壁面间的对流传热速率方程为

当流体流过固体壁面时，通过流体且与壁面垂直的对流热流密度与壁面温度和流体温度的差成正比，即

对热流体，

对冷流体，

传热速率和传热系数

1）对流传热系数

a反映对流传热的快慢，a越大，对流传热越快；a不是流体本身的物理性质，与流体的流动状态、有无相变、流体物性、壁面情况、流体流动的原因等有关。

2）总传热系数

两流体通过管壁的传热包括以下过程：

①热流体在流动过程中将热量传给管壁的对流传热；

②通过管壁的热传导；

③管壁与流动中的冷流体之间的对流传热。

对稳态传热过程，各串联环节的传热速率必然相等，即

令 

  K称为传热系数

 传热温差和热量衡算

1)逆流和并流时的平均温度差

以逆流为例，热冷流体温度T、t 随距离 x 或传热面积 A 增大而降低，通过微元面积dA传热后，两流体的微分温度变化dT、dt都为负值。

在A=0热流体入口处，；至A=A，热流体出口处，。积分得总传热速率方程式

复杂流向时的平均温差

就传热平均温差来说，逆流比并流优越。并流较易控制，但一般应尽可能采用逆流操作。

    但在换热器设计中，除温差的大小以外，还要考虑到影响传热系数的多种因素以及换热器结构等方面的问题，所以实际上单纯的逆流或并流并不多见，而是采用比较复杂的流向。