Language
Country/Area
No result found
Почему контактное давление так важно? Изучите ключевые факторы в процессе теплопередачи!
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.
Сопротивление теплового контакта определяется как отношение этого перепада температуры к среднему тепловому потоку через интерфейс.
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.
Факторы, влияющие на теплопроводность контакта
Теплопроводность контакта — сложное явление, на которое может влиять множество факторов. Согласно исследованиям, вот некоторые из наиболее важных факторов:
Контактное давление
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.
Материалы зазоров
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.
Шероховатость и волнистость поверхности
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.
Когда два объекта соприкасаются, поверхности могут подвергаться пластической или упругой деформации, что увеличивает фактическую площадь контакта и, таким образом, снижает контактное сопротивление.
Чистота поверхности
Чистота поверхности также может оказывать влияние на контактную теплопроводность. Пыль, кислота или другие примеси снижают эффективность контакта и влияют на передачу теплового потока.
Измерение теплопроводности контакта
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.
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.
Тепловая граничная проводимость
Даже если поверхность контакта идеальна, все равно существует определенная граничная теплопроводность из-за различных электронных и вибрационных свойств материалов. Такая теплопроводность часто особенно важна в системах наноматериалов.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?
