換熱操作中熱量通量 q(見傳熱過程)與傳熱推動力(溫度差Δt)的比例系數(shù),即:
K=q/Δt它在數(shù)值上等于在單位溫度差推動下于單位時間內(nèi)經(jīng)單位傳熱面所傳遞的熱量,它與傳熱面積乘積的倒數(shù)為傳熱過程的總熱阻。對于通過平壁的傳熱,K可表述為:
式中 α1和 α2分別為壁面兩側(cè)的傳熱分系數(shù);λ和δ分別為間壁的熱導率和厚度;R1和R2分別為表征壁面兩側(cè)的垢層熱阻的系數(shù)。
當傳熱過程的溫度差一定時,傳熱系數(shù)越大,則換熱器的傳熱速率越高。雖然減小任何一項熱阻都可提高傳熱系數(shù),但當某項熱阻遠高于其他項時,傳熱系數(shù)將主要取決于此控制項的熱阻。壁面熱阻通常很小,可忽略不計。垢層可產(chǎn)生相當大的熱阻,因之換熱器的傳熱面需定期清洗。換熱器設計時,控制項的熱阻需準確地確定。在考慮強化傳熱過程時,首先設法減少控制項的熱阻。
傳熱系數(shù)的大小與冷熱流體的性質(zhì)、換熱的操作條件(如流速、溫度等)、傳熱面的結垢狀況以及換熱器的結構和尺寸等許多因素有關。對流傳熱十分復雜,垢層熱阻又難以確定,因此傳熱系數(shù)的計算值與實際值往往相差較大。在設計換熱器時, *好有實測值或生產(chǎn)中積累的經(jīng)驗數(shù)據(jù)作為參考。