В физике теплопроводность — это изучение передачи тепла между твердыми телами или жидкостями, находящимися в тепловом контакте. Когда два твердых объекта, таких как А и В, соприкасаются, тепло будет перетекать от более горячего объекта к более холодному. Однако этот процесс не так прост, как можно себе представить, поскольку между контактирующими поверхностями существует тепловое контактное сопротивление. р>
Сопротивление теплового контакта определяется как отношение этого перепада температуры к среднему тепловому потоку через интерфейс. р>
Это явление означает, что теплопроводность между ними неравномерна, и даже когда два твердых тела находятся в идеальном контакте, между контактирующими поверхностями существует тепловое сопротивление. Многочисленные исследования показали, что теплопроводность контакта является не только важным фактором в промышленности и строительстве, но и играет важную роль в ряде приложений, таких как охлаждение ядерных реакторов, электронная упаковка, теплообменники и т. д. р>
Теплопроводность контакта — сложное явление, на которое может влиять множество факторов. Согласно исследованиям, вот некоторые из наиболее важных факторов:
Контактное давление является одним из важнейших факторов, влияющих на теплопередачу между двумя контактирующими объектами. При увеличении контактного давления фактическая площадь соприкосновения контактной поверхности увеличивается, что приводит к увеличению контактной теплопроводности, то есть к уменьшению теплового сопротивления контакта. Вот почему большинство исследований измеряют и моделируют контактную теплопроводность и контактное давление как взаимосвязанные темы. р>
Абсолютно гладкой поверхности не существует. Когда две поверхности соприкасаются, образуется небольшой диапазон точек соприкосновения с относительно большими зазорами между этими точками. Газ или жидкость, заполняющие эти зазоры, влияют на величину теплового потока. Теплопроводность материала зазора и его давление будут влиять на теплопроводность контакта. р>
После того, как поверхность подверглась определенным процедурам обработки, ее свойства можно описать шероховатостью, волнистостью и фрактальными размерностями. В частности, влияние шероховатости поверхности на теплопроводность можно сравнить с понятием электрического контактного сопротивления. р>
Когда два объекта соприкасаются, поверхности могут подвергаться пластической или упругой деформации, что увеличивает фактическую площадь контакта и, таким образом, снижает контактное сопротивление. р>
Чистота поверхности также может оказывать влияние на контактную теплопроводность. Пыль, кислота или другие примеси снижают эффективность контакта и влияют на передачу теплового потока. р>
Расчет теплопроводности контакта часто затруднен, поскольку измерение площади контакта A часто представляет собой сложную задачу. Поэтому это свойство обычно получают экспериментальным путем, а соответствующие отчеты и данные доступны во многих технических источниках. р>
Однако централизованная база данных по теплопроводности термоконтактов отсутствует, что означает, что многие компании могут использовать устаревшие или неактуальные данные. Проект CoCoE, начатый в 2006 году, направлен на решение этой проблемы путем создания централизованной базы данных контактной теплопроводности и разработки соответствующей компьютерной программы. р>
В целом, теплопроводность контакта не только имеет важное применение в научных экспериментах, но и оказывает глубокое влияние на нашу повседневную жизнь и промышленные процессы. Вы когда-нибудь задумывались, как качество термоконтактов влияет на производительность и срок службы устройств, которые мы используем каждый день? р>