Language
Country/Area
No result found
Tại sao áp suất tiếp xúc lại quan trọng đến vậy? Hãy khám phá các yếu tố chính trong quá trình truyền nhiệt!
Trong vật lý, độ dẫn nhiệt tiếp xúc là nghiên cứu về sự truyền nhiệt giữa chất rắn hoặc chất lỏng khi tiếp xúc nhiệt. Khi hai vật rắn như A và B tiếp xúc với nhau, nhiệt sẽ truyền từ vật nóng hơn sang vật lạnh hơn. Tuy nhiên, quá trình này không đơn giản như tưởng tượng vì có trở kháng tiếp xúc nhiệt giữa các bề mặt tiếp xúc.
Điện trở tiếp xúc nhiệt được định nghĩa là tỷ lệ giữa nhiệt độ giảm và dòng nhiệt trung bình qua giao diện.
Hiện tượng này có nghĩa là độ dẫn nhiệt giữa hai vật không đồng đều và ngay cả khi hai vật rắn tiếp xúc hoàn hảo thì vẫn có điện trở nhiệt giữa các bề mặt tiếp xúc. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng độ dẫn nhiệt tiếp xúc không chỉ là một yếu tố quan trọng trong công nghiệp rắn và công nghệ xây dựng mà còn đóng vai trò thiết yếu trong một số ứng dụng như làm mát lò phản ứng hạt nhân, đóng gói điện tử, bộ trao đổi nhiệt, v.v.
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ dẫn nhiệt tiếp xúc
Độ dẫn nhiệt khi tiếp xúc là một hiện tượng phức tạp và nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến tác động của nó. Theo nghiên cứu, sau đây là một số yếu tố quan trọng nhất:
Áp suất tiếp xúc
Áp suất tiếp xúc là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt giữa hai vật tiếp xúc. Khi áp suất tiếp xúc tăng, diện tích tiếp xúc thực tế của bề mặt tiếp xúc tăng, dẫn đến độ dẫn nhiệt tiếp xúc tăng, tức là trở kháng tiếp xúc nhiệt giảm. Đây là lý do tại sao hầu hết các nghiên cứu đều đo lường và mô hình hóa độ dẫn nhiệt tiếp xúc và áp suất tiếp xúc như những chủ đề có liên quan với nhau.
Vật liệu khe hở
Không có bề mặt nào hoàn toàn nhẵn. Khi hai bề mặt tiếp xúc với nhau, một phạm vi nhỏ các điểm tiếp xúc được hình thành với khoảng cách tương đối lớn giữa các điểm này. Khí hoặc chất lỏng lấp đầy những khoảng trống này sẽ ảnh hưởng đến lượng nhiệt truyền qua. Độ dẫn nhiệt của vật liệu khe hở và áp suất của nó sẽ ảnh hưởng đến độ dẫn nhiệt tiếp xúc.
Độ nhám và độ gợn sóng của bề mặt
Sau khi bề mặt trải qua một số quy trình xử lý nhất định, các đặc tính của nó có thể được mô tả bằng độ nhám, độ gợn sóng và kích thước fractal. Đặc biệt, tác động của độ nhám bề mặt đến độ dẫn nhiệt có thể được so sánh với khái niệm trở kháng tiếp xúc điện.
Khi hai vật thể tiếp xúc với nhau, bề mặt có thể bị biến dạng dẻo hoặc đàn hồi, làm tăng diện tích tiếp xúc thực tế và do đó làm giảm trở kháng tiếp xúc.
Độ sạch bề mặt
Độ sạch của bề mặt cũng có thể ảnh hưởng đến độ dẫn nhiệt tiếp xúc. Bụi, axit hoặc các tạp chất khác sẽ làm giảm hiệu suất tiếp xúc và ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt.
Đo độ dẫn nhiệt tiếp xúc
Việc tính toán độ dẫn nhiệt tiếp xúc thường khó khăn vì việc đo diện tích tiếp xúc A thường rất khó khăn. Do đó, tính chất này thường thu được thông qua các thí nghiệm và các báo cáo và dữ liệu liên quan có sẵn trong nhiều tài liệu kỹ thuật.
Tuy nhiên, vẫn thiếu cơ sở dữ liệu về độ dẫn nhiệt tiếp xúc nhiệt tập trung, điều này có nghĩa là nhiều công ty có thể đang sử dụng dữ liệu lỗi thời hoặc không liên quan. Dự án CoCoE, bắt đầu vào năm 2006, nhằm mục đích giải quyết vấn đề này bằng cách tạo ra cơ sở dữ liệu tập trung về dữ liệu độ dẫn nhiệt tiếp xúc và phát triển chương trình máy tính tương ứng.
Độ dẫn nhiệt biên giới
Ngay cả khi bề mặt tiếp xúc lý tưởng thì vẫn có một độ dẫn nhiệt nhất định do các tính chất điện tử và rung động khác nhau giữa các vật liệu. Tính dẫn nhiệt này thường đặc biệt quan trọng trong các hệ thống vật liệu nano.Nhìn chung, độ dẫn nhiệt tiếp xúc không chỉ có ứng dụng quan trọng trong các thí nghiệm khoa học mà còn có tác động sâu sắc đến cuộc sống hàng ngày và các quy trình công nghiệp của chúng ta. Bạn có bao giờ tự hỏi chất lượng tiếp điểm nhiệt ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất và tuổi thọ của các thiết bị chúng ta sử dụng hàng ngày không?
