水处理工作者应该了解水冷却器如何传热，以便掌握每台水冷却器的特点。水冷却器单位传热面上的传热速率称为热流密度，或称热强度。它决定水冷却器腐蚀或结垢的倾向。热流密度高的水冷却器壁温较高，较倾向结垢。

水冷却器为间壁传热，是通过管壁进行传热的。间壁传热包括对流传热和热传导两种形式。水冷却器工艺侧的热流体到管垢表面及水侧管垢表面到冷却水的传热属于对流传热，由介质和水的对流传热系数和至管垢表面的温差决定。工艺侧污垢，管壁及水侧污垢的传热为热传导，由污垢及管壁材质的热导率和各自温差决定，假定热流体在管外，冷却水在管内则热流密度计算如下：

式中 Q———传热速率，J/s（W）；

K———水冷却器的总传热系数，W/（m²·K）；

r———水冷却器的总热阻，m²·K/W；

r₁，r₂———工艺侧及水侧污垢热阻，m²·K/W；

α₁，α₂———热流体及水的对流传热系数，W/（m²·K）；

F_m，F₁，F₂———水冷却器平均、热流体（管外）及水（管内）的传热面积，m²；

b———管壁厚度，m；

λ———管壁金属的热导率，W/（m·k）；

T，t———热流体及水的温度，℃；

T_w1，T_w2———热流体侧污垢表面及管壁表面温度，℃；

t_w1，t_w2———水侧管壁表面及污垢表面温度，℃。

T－t为热流体与水的温差。在水冷却器中，温差随交换断面而变化，故T－t应以平均温差Δt_m代替，即式（1）应改为式（3）：

热流体与水并流传热时，

Δt₁＝T₁－t₁，Δt₂＝T₂－t₂

热流体与水逆流传热时，

Δt₁＝T₁－t₂，Δt₂＝T₂－t₁

式中 T₁，T₂———热流体进、出口温度，℃；

t₁，t₂———水进、出口温度，℃。

式（1）、式（2）、式（3）中的K及r计算较麻烦，特别是热流体多种多样，其对流传热系数α₁尤难计算。传热速率也可以按式（4）计算。

式中 m₁，m₂———热流体、水的质量流率，kg/s；

C_P1、C_P2———热流体、水的比热容，J/（kg·K）。

t₁及t₂可在现场实测，水的C_P2及m₂值容易查得，计算较方便。