Proces prenosu tepla
V plášťovom a rúrkovom výmenníku tepla prúdia dve tekutiny s rôznymi teplotami na strane rúrky a na strane plášťa. Kvapalina s vysokou teplotou prenáša teplo do kvapaliny s nízkou teplotou cez stenu rúrky. Prenos tepla sa uskutočňuje hlavne vedením tepla a konvekciou. Na stene rúry sa teplo prenáša z vysokoteplotnej strany na nízkoteplotnú stranu vedením tepla; zatiaľ čo v tekutine vo vnútri rúrky a plášťa sa teplo prenáša konvekciou.
Rozloženie teplôt a teplotný rozdiel prenosu tepla
Keď tepelný výmenník beží stabilne, teplota tekutiny sa bude postupne meniť v smere prúdenia tekutiny na strane rúrky a na strane plášťa. Pre výmenník tepla pracujúci v protiprúde (t. j. smery prúdenia tekutín na strane rúrky a na strane plášťa sú opačné), je rozdiel teplôt prenosu tepla počas procesu prenosu tepla relatívne veľký a veľké množstvo prenosu tepla je možné dosiahnuť pod malá plocha prenosu tepla. Pri paralelnej prevádzke (smer prúdenia tekutín na strane rúrky a na strane plášťa sú rovnaké) je rozdiel teplôt prenosu tepla väčší na vstupnom konci a menší na výstupnom konci a celkový rozdiel teplôt prenosu tepla je menší ako protiprúdová prevádzka.