基本理解
導(dǎo)熱系數(shù)反映的是物質(zhì)在單位體積下的導(dǎo)熱能力。實際上它反映了物質(zhì)導(dǎo)熱的固有能力,。這種能力是由物質(zhì)的原子或分子結(jié)構(gòu)決定的,。它是評價物質(zhì)之間導(dǎo)熱能力的參數(shù)。
熱阻系數(shù)其實是導(dǎo)熱系數(shù)與物體的幾何形狀相結(jié)合而體現(xiàn)的該形狀物體的導(dǎo)熱能力,。對非均勻厚度的物體,,均勻熱密度的熱通過物體后,兩端意兩點的溫度差可能是不同的,,也就是說,,意兩點間的熱阻可能是不同的。
談熱阻系數(shù),,要明確這點:熱阻系數(shù)是的兩個點之間的熱阻系數(shù),,并且兩點之間沒有其它的熱源。它反映的是定兩點間的導(dǎo)熱能力,。就是說,,給定了熱阻值,同時明確給出計量的起點和終點,。偏離了這兩個位置點,,這個熱阻值就沒有意義了。
純就每種物質(zhì)而言,,談熱阻系數(shù)是沒有太大意義的,。因為幾何形狀不同,,熱阻就不同了。只有確定了幾何形狀,,才可以利用熱阻系數(shù)的概念做導(dǎo)熱能力的,。
同種材料,截面積相同,、長度不同的柱體,,它們的導(dǎo)熱系數(shù)是相同的,而它們兩對面的熱阻系數(shù)是不同的,。
同種材料,,成不同的形狀,則不同幾何結(jié)構(gòu)之間,,它們的兩個對面的熱阻可能不同,。某些不同形狀的物體,熱源端某點到對面某點和到側(cè)面某點的熱阻可能相同,。
在產(chǎn)品的散熱器結(jié)構(gòu)時,,我們可能采用兩種方案:只用散熱器自然散熱和散熱器加風(fēng)扇散熱。在采用風(fēng)扇散熱時,,可以選取個較小的散熱器,其與風(fēng)扇組合的散熱效果可能遠(yuǎn)優(yōu)于只采用個較大的散熱器的效果,。雖然小散熱器的熱阻系數(shù)大于大散熱器的熱阻系數(shù),,但在兩個系統(tǒng)中,我們也不能單以兩個散熱器的熱阻系數(shù)大小來說好壞,。
基本分類
熱阻系數(shù)是反映阻止熱量傳遞的能力的綜合參量,。在傳熱學(xué)的程應(yīng)用中,為了滿足的要求,,有時通過減小熱阻系數(shù)以加強傳熱;而有時則通過增大熱阻系數(shù)以抑制熱量的傳遞,。
當(dāng)熱量在物體內(nèi)以熱傳導(dǎo)的方式傳遞時,遇到的熱阻稱為導(dǎo)熱熱阻,。對于熱經(jīng)過的截面積不變的平板,,導(dǎo)熱熱阻為L/(k A)。其中,,L為平板的厚度,,A為平板垂直于熱方向的截面積,K為平板材料的熱導(dǎo)率,。
在對換熱過程中,,固體壁面與體之間的熱阻稱為對換熱熱阻,1/(hA),。其中,,h為對換熱系數(shù),,A為換熱面積。
兩個溫度不同的物體相互輻射換熱時的熱阻稱為輻射熱阻,。如果兩個物體都是黑體(見黑體和灰體),,且忽略兩物體間的氣體對熱量的吸收,則輻射熱阻為1/(A1 F 1-2)或1/(A2 F 2-1),。其中A1和A 2為兩個物體相互輻射的表面積,,F(xiàn)1-2和F 2-1為輻射角系數(shù)。
當(dāng)熱量過兩個相接觸的固體的交界面時,,界面本身對熱呈現(xiàn)出明顯的熱阻,,稱為接觸熱阻。產(chǎn)生接觸熱阻的主要原因是,,何外表上看來接觸良好的兩物體,,直接接觸的實際面積只是交界面的分,其余分都是縫隙,。熱量依靠縫隙內(nèi)氣體的熱傳導(dǎo)和熱輻射行傳遞,,而它們的傳熱能力遠(yuǎn)不及般的固體材料。接觸熱阻使熱過交界面時,,沿?zé)岱较驕囟?T發(fā)生突然下降,,這是程應(yīng)用中需要盡量避免的現(xiàn)象。減小接觸熱阻的措施是:①增加兩物體接觸面的壓力,,使物體交界面上的突出分變形,,從而減小縫隙增大接觸面。②在兩物體交界面處涂上有較導(dǎo)熱能力的膠狀物體──導(dǎo)熱脂,。