称为对数平均温差或对数平均推动力。式(6-131)通常称为传热过程基本方程式。在以上推导中假设冷、热流体作逆流流动,并规定两流体皆无相变化。但实际上,传热基本方程式的导出只是以操作线为直线作为前提的。当流体并流或存在相变化时,操作线亦为直线(分别如图6-39和图6-40所示),故传热基本方程式仍然适用。对数平均推动力在传热过程中,冷热流体的温度差沿加热面是连续变化的。但由于此温度差与冷、热流体温度成线性关系,故可用换热器两端温差的某种组合(即对数平均温差)来表示。对数平均推动力恒小于算术平均推动力,特别是当换热器两端推动力相差悬殊时,对数平均值要比算术平均值小得多。当换图6-39并流换热时的操作线和推动力图6-40一侧有相变时的操作线和推动力热器一端两流体温差接近于零时,对数平均推动力将急剧减小。对数平均推动力这一特性,对换热器的操作有着深刻的影响。例如,当换热器两端温差有一个为零时,对数平均温差必为零。这意味着传递相应的热流量,需要无限大的传热面。但是,当两端温差相差不大时,如(T-t)1/(T-t)2<2(或>1/2)时,对数平均推动力可用算术平均推动力代替。在冷、热流体进出口温度相同的条件下,并流操作两端推动力相差较大,其对数平均值必小于逆流操作。因此,就增加传热过程推动力Δtm而言,逆流操作总是优于并流的。在原则上,式(6-132)只适用于逆流和并流。在实际换热器内,纯粹的逆流和并流是不多见的。但对工程计算来说,如图6-41所示的流体经过管束的流动,只要曲折次数超过4次,就可作为纯逆流和纯并流处理。图6-41可作逆流、并流处理的情况除并流和逆流外,在换热器中流体还可作其它型式的流动,此时计算Δtm的方法将在换热器一节中详述。例6-12并流和逆流对数平均温度差的比较在一台螺旋板式换热器中,热水流量为2000kg/h,冷水流量为3000kg/h,热水进口温度T1=80℃,冷水进口温度t1=10℃。如果要求将冷水加热到t2=30℃,试求并流和逆流时的平均温差。解：在题述温度范围内230CP1=CP2=4.2kJ/(kg·℃)由W1CP1(T1－T2)=W2CP2(t2－t1)2000×(80－T2)=3000×(30－10)求得T2=50℃并流时,Δt1=80－10=70℃Δt2=50－30=20℃∆tt−∆70−20∆t=12==39.9℃m∆t70ln1ln∆t220逆流时,Δt1=80－30=50℃Δt2=50－10=40℃50−40∆t==44.8℃m50ln40可见逆流操作的Δtm比并流时大12.3%。6-6-3换热器的设计型计算下面以某一热流体的冷却为例,说明设计型计算的命题、计算方法及参数选择。设计型计算的命题方式设计任务：将一定流量W1的热流体自给定温度T1冷却至指定温度T2。设计条件：可供使用的冷却介质温度,即冷流体的进口温度t1。计算目的：确定经济上合理的传热面积及换热器其它有关尺寸。设计型问题的计算方法设计计算的大致步骤如下：1.首先由传热任务计算换热器的热流量(通常称之为热负荷)Q=W1CP1(T1－T2)2.作出适当的选择并计算平均推动力Δtm。3.计算冷、热流体与管壁的对流给热系数及总传热系数K；4.由传热基本方程Q=KAΔtm计算传热面。设计型计算中参数的选择由传热基本方程式可知,为确定所需的传热面积,必须知道平均推动力Δtm和传热系数K。为计算对数平均温差Δtm,设计者首先必须(1)选择流体的流向,即决定采用逆流、并流还是其它复杂流动方式；(2)选择冷却介质的出口温度。为求得传热系数K,须计算两侧的给热系数α,故设计者必须决定：(1)冷、热流体各走管内还是管外；(2)选择适当的流速。同时,还必须选定适当的污垢热阻。总之,在设计型计算中,涉及一系列的选择。各种选择决定以后,所需的传热面积及管长等换热器其它尺寸是不难确定的。不同的选择有不同的计算结果,设计者必须作出恰当的选择才能得到经济上合理、技术上可行的设计,或者通过多方案计算,从中选出最优方案。近年来,依靠计算机按规定的最优化程序进行自动寻优的方法得到日益广泛的应用。选择的依据选择的依据不外经济、技术两个方面。231(1)流向的选择为更好地说明问题,首先比较纯逆流和并流这两种极限情况。当冷、热流体的进出口温度相同时,前面已经谈到,逆流操作的平均推动力大于并流,因而传递同样的热流量,所需的传热面积较小。此外,对于一定的热流体进口温度T1，采用并流时,冷流体的最高极限出口温度为热流体的出口温度T2。反之,如采用逆