Language
Country/Area
No result found
Тайна контактного теплового сопротивления: почему тепло теряет часть своего тепла при прохождении между двумя объектами?
Когда мы обсуждаем теплопроводность, тепловая контактная проводимость является ключевым понятием, которое включает в себя передачу тепла между двумя объектами. Во время этого процесса тепло не всегда проходит полностью и часто теряется на поверхности контакта двух объектов. Причиной этого является термическое контактное сопротивление. В этой статье мы углубимся в происхождение и факторы, влияющие на контактное тепловое сопротивление, а также объясним, почему это явление имеет решающее значение во многих практических приложениях.
Что такое термоконтактное сопротивление?
Термическое контактное сопротивление — это сопротивление тепловому потоку между двумя контактирующими объектами из-за неровностей контактной поверхности и присутствия газа или жидкости. Поэтому при перетекании тепла от горячего объекта к холодному на границе контакта произойдет определенное падение температуры.
Когда два объекта (например, металлы A и B) вступают в контакт, тепло передается от A (более горячий объект) к B (более холодный объект). В идеальной ситуации тепловой поток непрерывен, но на самом деле в месте контакта двух предметов будет формироваться тепловое контактное сопротивление из-за неровностей поверхности и мельчайших зазоров. Это явление приводит к тому, что часть энергии исчезает в процессе передачи теплового потока, преобразуется в другие формы или теряется.
Факторы, влияющие на контактное термическое сопротивление
На термическое сопротивление контактов влияет множество факторов, наиболее важными из которых являются следующие:
Контактное давление
Контактное давление является одним из наиболее важных факторов, влияющих на теплопроводность. Когда два объекта прижимаются друг к другу, увеличение контактного давления увеличивает истинную площадь контакта, тем самым уменьшая термическое контактное сопротивление.
Во многих исследованиях была глубоко изучена взаимосвязь между контактным давлением и контактной теплопроводностью, показавшая, что с увеличением контактного давления увеличивается и контактная теплопроводность.
Материалы интерфейса
Невозможно иметь полностью гладкую поверхность между двумя объектами, что значительно уменьшает реальную площадь контакта. Кроме того, газ или жидкость, заполняющие эти крошечные зазоры, влияют на проводимость тепла.
Теплопроводность и давление этих наполнителей оказывают существенное влияние на общую контактную теплопроводность. Контактное сопротивление значительно возрастает в условиях вакуума, поскольку тепловой поток осуществляется преимущественно через точки контакта.
шероховатость и волнистость поверхности
Характеристики поверхности, такие как шероховатость и волнистость, влияют на то, насколько хорошо проводится тепло. Эти факторы часто сужают путь теплового потока, еще больше увеличивая контактное тепловое сопротивление.
В практическом применении степень отделки металлической поверхности напрямую влияет на ее теплопроводность при контакте с другими материалами.
Чистота поверхности
Примеси, такие как пыль и масло, влияют на контактную теплопроводность. Поддержание чистоты контактных поверхностей помогает снизить контактное тепловое сопротивление.
Измерение контактной теплопроводности
Из-за сложности измерения площади контакта расчет теплопроводности контакта часто требует проведения экспериментов. Многие исследовательские институты и компании прилагают все усилия для создания баз данных в этой области, чтобы обеспечить более точное применение при проектировании и расчетах.
Сводка
Исследование контактного теплового сопротивления не только помогает нам понять процесс теплопередачи между объектами, но также помогает нам улучшить эффективность управления температурным режимом в различных промышленных приложениях. Во многих областях, таких как электроника, строительство и аэрокосмическая промышленность, хороший тепловой контакт имеет решающее значение. Однако можем ли мы уделять больше внимания влиянию этих физических явлений на нашу повседневную жизнь?
