換熱器是將熱流體的部（bù）分熱量傳遞給冷流體的設備，又稱熱交換器。換熱器的應用廣泛，日常生活中取暖用的暖氣散熱片、汽（qì）輪機裝置中的凝汽器和航天火（huǒ）箭上的油冷卻器等，都是換熱器。它還廣（guǎng）泛（fàn）應用於化工、石油、動（dòng）力和原子能等工業（yè）部門。它的主要功能是保（bǎo）證工藝過（guò）程對介（jiè）質所要求的特定溫度，同時也是提高能（néng）源利用率的主要設備之一。換熱器既可是一種單（dān）獨（dú）的設備，如加熱器、冷卻器和（hé）凝汽器等；也可是（shì）某一工（gōng）藝設備的組成部分，如氨合成塔（tǎ）內的熱交換器。由於製造（zào）工藝和科（kē）學水平的限製，早期的（de）換熱器隻能采用簡單的結構，而（ér）且（qiě）傳熱麵積小、體積大和笨重，如蛇管式換（huàn）熱器等。隨著製造工藝的發展（zhǎn），逐步（bù）形成一種管殼式換熱器，它不（bú）僅單位體積具有較大（dà）的傳（chuán）熱麵積，而且傳熱（rè）效果也較好，長期以來在工業生產（chǎn）中成為一種典型的換（huàn）熱器（qì）。換熱器按傳熱方式的不（bú）同可分為混合式、蓄熱式和間壁（bì）式三（sān）類。混合式換（huàn）熱器是通過冷（lěng）、熱（rè）流體的直接接觸、混合進行熱量交換的換熱器，又（yòu）稱接（jiē）觸式換熱器。由於兩流體（tǐ）混合換熱後必須及時分離（lí），這類換熱器適合（hé）於氣、液兩流體之間的換熱。例如，化工（gōng）廠和發電廠所用的涼（liáng）水塔中，熱水（shuǐ）由上往下噴淋，而（ér）冷空（kōng）氣自下而上吸入，在填充物的水膜表麵（miàn）或飛沫及水滴表麵，熱水和冷空氣（qì）相互接觸進行換熱（rè），熱水被冷卻，冷空氣被加熱，然後依靠兩流體本身的密（mì）度差得以及時分離（lí）。蓄熱式換熱器是利用冷、熱流體交替流經蓄熱室中的蓄熱體(填料)表麵，從而進行熱量交（jiāo）換的換熱器，如煉焦（jiāo）爐下方預熱空氣的蓄熱室。這（zhè）類（lèi）換熱器主要用於（yú）回收和利用高溫廢氣的熱量。以回收（shōu）冷（lěng）量為目的的同類設備稱蓄冷器，多（duō）用於空氣分離（lí）裝置中。間壁式換熱器的冷、熱流體被固體間壁（bì）隔開，並通過（guò）間壁進行熱量（liàng）交換（huàn）的換熱器，因此又稱表麵式換熱（rè）器，這類換熱器應用最廣。間壁式換熱器根據傳熱麵的結（jié）構不同可分為管式、板麵式和其他型式。管式（shì）換熱器以管子表麵作為傳熱（rè）麵，包括蛇管（guǎn）式換（huàn）熱器、套管式換熱器和（hé）管殼式換熱器等；板麵式換熱器以板麵作為傳熱麵，包括板式換熱器（qì）、螺旋板換熱器、板（bǎn）翅式（shì）換熱器、板殼式換熱器（qì）和傘板換熱器等；其他型式換熱器是為滿足某些特殊要（yào）求而（ér）設計的換熱（rè）器，如刮麵式換熱器、轉（zhuǎn）盤式換熱器和空氣冷卻（què）器等。換熱器中流體的相對流向一般（bān）有順流和逆流兩種。順流時，入口處兩流體的溫差最大，並沿傳熱表麵逐漸減小，至出口處溫差為（wéi）最小。逆流時，沿傳熱表麵兩流體的溫差分布較均勻。在（zài）冷、熱流體的進出口溫度一定的條件（jiàn）下（xià），當兩種流體都無（wú）相變時，以逆流的平均溫差最大順流最小（xiǎo）。在完成同樣傳（chuán）熱量的條件下，采用逆流可使平均溫差（chà）增大，換熱器（qì）的傳熱麵積減小；若傳熱麵積不變，采用逆流時可使加熱（rè）或冷卻流體的消耗量降低。前者可節省設備費，後者可節省操作費，故（gù）在設計或生產（chǎn）使用中應盡量采用逆流換熱。當冷、熱流（liú）體兩者或其中一種有物相變化(沸騰或（huò）冷凝)時，由於相（xiàng）變時隻放出或吸收汽（qì）化潛熱，流體本身（shēn）的（de）溫度並無變化，因（yīn）此流體的進出口溫度相等，這時（shí）兩流體的溫差就與流體的流向選擇（zé）無關了。除順流和逆流這兩種流向外，還有錯流和折流等流向。在傳熱（rè）過程中，降低間壁式（shì）換熱器中的熱阻，以（yǐ）提高傳熱係數是一個重要的（de）問題。熱阻主（zhǔ）要來源於間（jiān）壁兩側粘滯於傳熱麵上的流體薄層(稱為邊界層)，和換熱器使（shǐ）用中在（zài）壁兩側形（xíng）成的（de）汙垢層，金屬（shǔ）壁的（de）熱阻相對較小。增（zēng）加流體的流速（sù）和擾動性，可減薄邊界（jiè）層，降低熱阻提高給熱係數。但增加流體流速會使能量消耗增（zēng）加，故設計時（shí）應在減小（xiǎo）熱阻和（hé）降低（dī）能耗之間作合理的協（xié）調。為了降低汙垢的熱阻，可設法延緩汙（wū）垢的形成，並（bìng）定期清（qīng）洗傳熱麵（miàn）。一般換熱器都用金屬材料製成，其中碳素鋼和低合金鋼大多用於製造中、低（dī）壓（yā）換熱器；不鏽鋼除主要用於不（bú）同（tóng）的耐腐蝕條件外，奧氏體不（bú）鏽鋼還可作為耐高、低溫的材料。