换热器中的传热方式有哪些？

换热器作为实现热量传递的设备，它的内部发生的传热过程是热力学基本规律的集中体现。理解这些传热方式和相互作用，是进行换热器设计、选型、性能分析和优化的基础。在一个典型的换热器中，热量从热流体传递到冷流体，通常不是通过单一方式，而是热传导、对流传热和热辐射三种基本方式协同作用的结果，其中对流传热往往占据主导地位。

1.对流传热是换热器中最重要、最普遍的传热方式。它是指流体与固体壁面之间，或不同温度流体微团之间，由于宏观相对运动而引起的热量传递。在换热器中，这具体表现为：热流体与换热壁面之间的对流，以及冷流体与另一侧壁面之间的对流。对流传热的强度用对流传热系数h来衡量，它受流体物性、流动状态、流速、壁面几何形状等多种因素影响。工程师设计波纹板片、折流板、翅片等，重要的目的就是为了扰动流体，破坏边界层，从而强化对流传热。

2.热传导是热量通过固体材料本身，从高温侧向低温侧传递的方式。其驱动力是温度梯度，遵循傅里叶定律。在换热器中，热传导主要发生在分隔两种流体的固体壁内。为了减小这项热阻，通常选择导热系数高的材料，并尽可能减薄壁厚。然而，在某些特定工况下，如处理腐蚀性介质时，可能需要采用不锈钢、钛等导热系数相对较低的材料，此时传导热阻会变得比较明显。

3.热辐射是以电磁波形式传递能量的方式。它的传热量与物体表面温度的四次方成正比。在大多数中低温的工业换热器中，由于温差不大，辐射换热量与对流和传导相比通常可以忽略不计。但在高温工况下，如冶金、玻璃熔炉的余热回收，或者燃烧烟气冷却器中，辐射传热可能变得非常重要，需要在设计时予以充分考虑。

因此，一台换热器的总传热过程，是热量先通过对流从热流体传递到热侧壁面，再通过热传导穿过壁面，最后再通过对流从冷侧壁面传递到冷流体的串联过程。辐射传热则在特定条件下叠加其中。专业的换热器设计，如艾克森所实践的，正是通过优化流道设计、精选材料与厚度、并针对高温工况进行特殊考，来系统地减少各个环节的热阻，从而实现整体传热效率的最大化。