根据传热学原理，在稳定工况下，换热器的总传热系数可以用下式确定：

                                                       (1。2)

式中：h1为热流体与壁面之间的换热系数，w／(·K)；h2为冷流体与壁面之间的换热系数，w／(·K)：．为壁面导热系数，w／(m·K)；为壁面厚度，m。

对金属壁面而言，因其导热系数很大，而壁厚较薄，所以式可视为零。因此，可以从增大换热壁面两侧的换热系数和来达到增大换热器的换热系数的目的。基于边界层理论和对流传热影响因素，原则上可采用增加流体的扰动和混合从而破坏流体边界层或层流底层的发展，或者改变换热面表面状况等方法来提高换热系数。但实际上，这些方法对不同的工况有不同的强化传热效果。所以，在应用强化换热技术时，必须根据具体情况具体分析。

1。4 流体脉动强化换热机理的认识

对于脉动流换热的研究已经经历很多年，对其强化换热机理仍在不断深化。对目前的文献进行总结，现有脉动换热机理如表1。1所示。

表1。1脉动流强化换热机理

Table 1。1 Mechanism of heat transfer enhancement of pulsating flow

序号 脉动流强化传热机理名称

1 充分湍流条件过渡区

2 声流

3 入口效应

4 减薄边界层

5 半稳态流动

6 增加湍流强度

7 回流伴随附加对流

就物理本质而言，当流体处于层流流动时，由于流体的各流层不发生相互掺混，就导致在径向的热量只能在流体中通过导热进行传递，传热性能比较低。当层流流动中加入脉动流之后，使得管内流体的动量在轴向和径向都得到了增加，径向速度导致流体微团沿径向发生掺混，而轴向流速叠加在主流流速上使得湍流度增强，从而强化了管内流动换热。文献综述

Karamercan[25]和Limlech[9]等通过实验结果表明：在层流-湍流过渡流流态下，脉动换热的效果最为显著，他们发现脉动对换热的增强与水力空化现象紧密关联，并且发现在出现“往复流”的情况下，压力呈现高低振荡，空化效果会明显增强。由于脉动系统的压力大幅度波动，常导致水力空化现象的发生。水力空化强化传热的机理和空泡溃灭产生微射流和冲击波效应紧密关联，冲击波对流体产生强大的机械搅拌作用，导致液体的强烈扰动，引起液体的混合和湍动。淮秀兰和李虹霞等[6]对水力空化强化传热的效果进行了研究。她们研究发现：水力空化引起的冲击波，对热边界层温度梯度的造成很大影响，空化作用时加热器的表面传热系数明显大于无水力空化作用时加热器的表面传热系数。水流流量会对水力空化效应产生很大影响。目前，水力空化对强化换热的具体影响缺乏非常清晰的认识。

近年来，场协同理论也使脉动换热机理的认识得以深化，脉动使垂直于换热壁面方向上流体掺混得以加强，温度梯度场和速度场之间的协同性得一改善。清华大学俞接成和李志信等[26]通过模拟方法研究认为：当圆管内存在环肋时，脉动流可以使换热得以显著强化，脉动流动对换热的强化存在最佳频率，针对环肋通道，他们具体分析了不同脉动条件温度场和速度场的协同特性对换热的影响。