Сложным теплообменом называется совместный перенос теплоты теплопроводностью, конвекцией и излучением.

Процесс теплообмена в реальных условиях всегда сложен. Однако, учитывая, что каждый способ передачи теплоты подчиняется своим законам, расчет сложного теплообмена выполняется раздельно по каждому его виду, затем определяется суммарный эффект передачи теплоты.

Следует отметить, что теплообмен в газовой среде и на поверхности тел может происходить всеми тремя способами, в жидкостях отсутствует теплообмен излучением, а в твердых телах имеет место только теплопроводность. В конкретных случаях, учитывая суммарный эффект переноса теплоты, сложный теплообмен можно условно свести к одному виду передачи теплоты.

Например, в движущихся средах обычно пренебрегают теплопроводностью ввиду ее незначительности в суммарной передаче теплоты. Пренебрегают также излучением газовых потоков, если невелика их температура (200...250°С) и незначительна концентрация излучающих компонентов (СО2, Н2О).

Одним из видов сложного теплообмена является теплопередача — процесс теплообмена между двумя подвижными средами, разделенными твердой стенкой. Как и всякий вид теплообмена, теплопередача имеет место, если температуры сред различны. При этом происходит последовательный перенос теплоты от горячей среды к одной поверхности стенки, затем через твердую стенку к противоположной, от последней — к холодной среде.

Если температура обеих сред остается постоянной во времени, то процесс теплопередачи стационарен, при этом на границах раздела фаз (на поверхностях стенок) также устанавливается постоянная температура.

Величина, обратная коэффициенту теплопередачи, называется термическим сопротивлением теплопередаче, т. е. R = 1 /к.

Поскольку при теплопередаче осуществляется последовательный переход теплоты от одной среды в другую через разделяющие их поверхности, то сопротивление теплопередаче равно сумме сопротивлений теплопереходу через границы раздела фаз и стенку, расположенную на пути распространения тепловой энергии.