Bir kanatlı borunun temel ısı transfer prensibi, ısı alışveriş sürecinin mühendislik optimizasyonuna dayanır. Gaz-sıvı ısı alışverişi senaryolarında, hava tarafındaki konvektif termal direnç, iç akışkan tarafındakinden önemli ölçüde daha yüksektir ve bu da toplam ısı transfer hızını sınırlayan darboğazı oluşturur. Temel ısı transfer denklemine göre (Q=U⋅A⋅ΔT. )

Kanatlı borunun sağladığı çözüm, metal kanatlar takılarak ısı alışveriş alanını (A) önemli ölçüde artırmaktır; bu, kaçınılmaz olarak etkili sıcaklık farkında bir azalmaya (sıcaklık kanat yüksekliği boyunca azaldıkça) mal olur. Aynı zamanda, kanatlar hava akışını bozarak hava tarafındaki ısı transfer katsayısını iyileştirmeye yardımcı olur. Özü, toplam termal direnç içindeki hava tarafı termal direncinin oranını azaltmak, böylece genel ısı transfer katsayısını (U) ve ısı transfer hızını (Q) önemli ölçüde artırmaktır.

1. İç Konvektif Isı Transferi: Yüksek sıcaklıktaki çalışma akışkanı (su, soğutucu akışkan vb.) borunun içinde akar, nispeten yüksek bir konvektif ısı transfer katsayısı ile ısıyı taban borunun iç duvarına transfer eder.
2. Boru Duvarından Radyal İletim: Isı, taban borunun metal duvarından iç yüzeyden dış yüzeye verimli bir şekilde iletilir.
3. Yanal Isı Yayılımı: Dış boru duvarından gelen ısı iki ana yönde yayılır: ilk olarak, doğrudan çevredeki havayı ısıtır ve ikinci olarak, kökünden (borunun sıkı temas halinde olduğu yer) başlayarak kanat boyunca boyuna olarak iletilir. Bu, tüm kanadı genişletilmiş bir ısı dağılım yüzeyine dönüştürür.
4. Kanat Yüzeyinden Havaya Konvektif Isı Transferi: Hava kanat dizisinden geçerken, geniş kanat yüzey alanı ile zorlanmış konvektif ısı alışverişi meydana gelir ve ısıyı uzaklaştırır. Kanatların karmaşık şekilleri (oluklu, panjurlu vb.) hava sınır tabakasını kırmaya, türbülansı artırmaya ve bu aşamanın verimliliğini artırmaya yardımcı olur.

Özetle, kanatlı boru, yüksek dirençli gaz tarafı ısı transferini, verimli metal iletimi ve geniş alanlı konvektif ısı transferini birleştiren sinerjik bir sürece dönüştürmek için "yüzey alanı genişletme" temel mekanizmasını kullanır. Bu, ekonomik ve kompakt bir alanda gazlar ve sıvılar arasında yüksek verimli ısı alışverişi sağlar, bu da tam olarak klima, radyatör ve hava soğutmalı ısı eşanjörleri gibi uygulamalarda neden bu kadar yaygın olarak kullanıldığının nedenidir.