热阻

  热阻是指热量在热流路径上遇到的阻力,反映介质或介质间的传热能力的大小,表明了1W热量所引起的温升大小,单位为℃/W或K/W。用热功耗乘以热阻,即可获得该传热路径上的温升。  

基本信息

接触热阻示意图
接触热阻示意图
    中文名称:热阻  英文名称:thermal resistance;heat resistance  其他名称:热损失(heat loss)  定义1:导热过程的阻力。为导热体两侧温差与热流密度之比。  所属学科:电力(一级学科);通论(二级学科)  定义2:流体在一定流速下由于加热引起的总压损失。  所属学科:航空科技(一级学科);推进技术与航空动力装置(二级学科)  

定义阐述

热阻比较
          热阻比较
    热阻是反映介质阻止热量传递的能力的综合参量。是导热介质两端的温度差与通过热流功率的比,公式为:  Rt=△T/P  式中:Rt――总热阻(包括导热、对流和辐射的热阻)(℃/ W)。  ΔT――介质的平均温度与散热空间环境温度之差(℃)。  P ――介质的耗热量(W)。P=Vf×If-P光  按导热材料和导热方式的不同热阻分为:a,导热热阻;b,对流热阻;c,辐射热阻;d,接触热阻。  1. 导热热阻:当热量在物体内部以热传导的方式传递时,遇到的热阻称为导热热阻。对于热流经过的截面积不变的平板,导热热阻为L/(kA)。其中L为平板的厚度,A为平板垂直于热流方向的截面积,k为平板材料的热导率。  2.对流热阻:在对流换热过程中,固体壁面与流体之间的热阻称为对流换热热阻,1/(hA)。其中h为对流换热系数,A为换热面积。  3.辐射热阻:两个温度不同的物体相互辐射换热时的热阻称为辐射热阻。如果两个物体都是黑体,且忽略两物体间的气体对热量的吸收则辐射热阻为1/A1F1-2或1/A2F2-1。其中A1和A2为两物体相互辐射的表面积,F1-2和1/A2F2-1为辐射角系数。  4.接触热阻:当热量流过两个相接触的固体的交界面时,界面对热流表现出明显的热阻,称为接触热阻。产生接触热阻的主要原因是,任何外表看来接触良好的两物体,直接接触的实际面积只是交界面的一部分,其余是缝隙。热量依靠缝隙内气体的热传导和热辐射进行传播,而它们的传热能力远不及一般的固体材料。接触热阻使热流流过交界面时,沿热流方向温度T发生突然下降。减小接触热阻的措施是:①增加两物体接触面的压力,使物体交界面上的突出部分变形,从而减小缝隙增大接触面;②在交界面处涂上较高导热能力的胶状物体——导热脂。  

基本简介

LED热阻量测系统
     LED热阻量测系统
    当热量在物体内部以热传导的方式传递时,遇到的热阻称为导热热阻。对于热流经过的截面积不变的平板,导热热阻为L/(kA)。其中L为平板的厚度,A为平板垂直于热流方向的截面积,k为平板材料的热导率。  在对流换热过程中,固体壁面与流体之间的热阻称为对流换热热阻,1/(hA)。其中h为对流换热系数,A为换热面积。两个温度不同的物体相互辐射换热时的热阻称为辐射热阻。如果两个物体都是黑体(见黑体和灰体),且忽略两物体间的气体对热量的吸收,则辐射热阻为1/(A1F1-2或1/(A2F2-1)。其中A1和A2为两个物体相互辐射的表面积,F1-2和F2-1为辐射角系数。  当热量流过两个相接触的固体的交界面时,界面本身对热流呈现出明显的热阻,称为接触热阻。产生接触热阻的主要原因是,任何外表上看来接触良好的两物体,直接接触的实际面积只是交界面的一部分,其余部分都是缝隙。热量依靠缝隙内气体的热传导和热辐射进行传递,而它们的传热能力远不及一般的固体材料。接触热阻使热流流过交界面时,沿热流方向温度 T发生突然下降,这是工程应用中需要尽量避免的现象。减小接触热阻的措施是:①增加两物体接触面的压力,使物体交界面上的突出部分变形,从而减小缝隙增大接触面。②在两物体交界面处涂上有较高导热能力的胶状物体──导热脂。单位为℃/W或K/W。  

相关名词

  热量在热流路径上遇到的阻力,反映介质或介质间的传热能力的大小,表明了 1W热量所引起的温升大小,单位为℃/W或K/W。用热功耗乘以热阻,即可获得该传热路径上的温升。可以用一个简单的类比来解释热阻的意义,换热量相当于电流,温差相当于电压,则热阻相当于电阻。  热阻Rja:芯片的热源结(junction)到周围冷却空气(ambient)的总热阻,乘以其发热量即获得器件温升。  热阻Rjc:芯片的热源结到封装外壳间的热阻,乘以发热量即获得结与壳的温差。  热阻Rjb:芯片的结与PCB板间的热阻,乘以通过单板导热的散热量即获得结与单板间的温差。  

物理学上热阻研究

  热阻是反映阻止热量传递的能力的综合参量。在传热学的工程应用中,为了满足生产工艺的要求,有时通过减小热阻以加强传热;而有时则通过增大热阻以抑制热量的传递。  当热量在物体内部以热传导的方式传递时,遇到的热阻称为导热热阻。对于热流经过的截面积不变的平板,导热热阻为L/(kA)。其中L为平板的厚度,A为平板垂直于热流方向的截面积,k为平板材料的热导率。  在对流换热过程中,固体壁面与流体之间的热阻称为对流换热热阻,1/(hA)。其中h为对流换热系数,A为换热面积。两个温度不同的物体相互辐射换热时的热阻称为辐射热阻。如果两个物体都是黑体(见黑体和灰体),且忽略两物体间的气体对热量的吸收,则辐射热阻为1/(A1F1-2)或1/(A2F2-1)。其中A1和A2为两个物体相互辐射的表面积,F1-2和F2-1为辐射角系数。  当热量流过两个相接触的固体的交界面时,界面本身对热流呈现出明显的热阻,称为接触热阻。产生接触热阻的主要原因是,任何外表上看来接触良好的两物体,直接接触的实际面积只是交界面的一部分,其余部分都是缝隙。热量依靠缝隙内气体的热传导和热辐射进行传递,而它们的传热能力远不及一般的固体材料。接触热阻使热流流过交界面时,沿热流方向温度 T发生突然下降,这是工程应用中需要尽量避免的现象。减小接触热阻的措施是:①增加两物体接触面的压力,使物体交界面上的突出部分变形,从而减小缝隙增大接触面。②在两物体交界面处涂上有较高导热能力的胶状物体──导热脂。  

电子元件热阻的计算

  一般,热阻公式中,Tcmax =Tj - P*Rjc的公式是在假设散热片足够大而且接触足够良好的情况下才成立的,否则还应该写成 Tcmax =Tj - P*(Rjc+Rcs+Rsa)。 Rjc表示芯片内部至外壳的热阻,Rcs表示外壳至散热片的热阻,Rsa表示散热片的热阻。没有散热片时, Tcmax =Tj - P*(Rjc+Rca)。 Rca表示外壳至空气的热阻。一般使用条件用Tc =Tj - P*Rjc的公式近似。 厂家规格书一般会给出,Rjc,P等参数。一般P是在25度时的功耗。当温度大于25度时,会有一个降额指标。 举个实例:一、三级管2N5551 规格书中给出25度(Tc)时的功率是1.5W(P),Rjc是83.3度/W.此代入公式有:25=Tj-1.5*83.3可以从中推出Tj为150度。芯片最高温度一般是不变的。所以有Tc=150-Ptc*83.3,其中Ptc表示温度为Tc时的功耗。假设管子的功耗为1W,那么, Tc=150-1*83.3=66.7度。注意,此管子25度(Tc)时的功率是1.5W,如果壳温高于25度,功率就要降额使用。规格书中给出的降额为12mW/度(0.012W/度)。我们可以用公式来验证这个结论。假设温度为Tc,那么,功率降额为0.012*(Tc-25)。则此时最大总功耗为1.5-0.012*(Tc-25)。把此时的条件代入公式得出: Tc=150-(1.5-0.012*(Tc-25))×83.3,公式成立。 一般情况下没办法测Tj,可以经过测Tc的方法来估算Ttj.公式变为: Tj=Tc+P*Rjc 。  同样以2N5551为例。假设实际使用功率为1.2W,测得壳温为60度,那么: Tj=60+1.2*83.3=159.96此时已经超出了管子的最高结温150度了!按照降额0.012W/度的原则,60度时的降额为(60-25)×0.012=0.42W,1.5-0.42=1.08W.也就是说,壳温60度时功率必须小于1.08W,否则超出最高结温。假设规格书没有给出Rjc的值,可以如此计算: Rjc=(Tj-Tc)/P,如果也没有给出Tj数据,那么一般硅管的Tj最大为150至175度。同样以2N5551为例。知道25度时的功率为1.5W,假设Tj为150,那么代入上面的公式: Rjc=(150-25)/1.5=83.3 如果Tj取175度则 Rjc=(175-25)/1.5=96.6 所以这个器件的Rjc在83.3至96.6之间。如果厂家没有给出25度时的功率。那么可以自己加一定的功率加到使其壳温达到允许的最大壳温时,再把数据代入: Rjc=(Tjmax-Tcmax)/P 有给Tj最好,没有时,一般管的Tj取150度。  

微生物学中的热阻

  微生物对热的抵抗力称为热阻(heat resistance),即指微生物在某一特定条件下(主要是温度)的致死时间。相对热阻是指微生物在某一特定条件下的致死时间与另一微生物在相同条件下的致死时间之比。