熱接觸阻力

當需要完整描述兩傳導介質介面的熱傳遞時，電流及熱流的類比就變得很有用。基於機械加工的限制，當兩實體表面接觸時，無法構成完美接觸。因為兩接觸面並非完全光滑，所以兩者間總會有些微的間隙。

透過兩接觸面間的介面，形成兩種熱傳遞模式。第一個是透過實體與實體間接觸點的傳導 (Qconduction)，此種方式十分有效。其次是透過填充於間隙間的氣體傳導 (Qgap)，由於此種方式的熱傳導率低，所以效果不彰。為處理熱接觸阻力，我們將介面傳導係數 hc 置於兩端傳導介質中間，如下圖所示。

傳導係數 hc 類似於對流熱傳導遞係數，並使相同單位 (W/m2 oK)。如果 DT 為面積 A 介面的溫差，而熱傳遞速率 Q 的計算公式為 Q = A hc DT。利用電流－熱流的類比，您就可寫出下列公式： Q = DT/Rt，其中 Rt 為熱接觸阻力，其計算公式為：Rt = 1/(A hc)。

介面傳導係數 hc 則視下列係數而定：

• 接觸面的表面平滑度。

• 每個面的材料。

• 將兩表面推合在一起的壓力。

• 兩接觸面之間間隙的物質。

下表列出垂直表面光滑度的介面傳導係數及適當接觸壓力 (1 到 10 atm)。除非另行標明，空氣間隙並未排除：

下表列出在真空狀況下，金屬介面間的熱接觸阻力：

熱接觸阻力塑模範例