热接触阻力

在电流流动和热流动之间模拟很有用，当需要满意地描述两个传导介质的界面上的传热时，这种有用性是显而易见的。由于机械加工的局限性，当两个固体表面压在一起时，不会永远形成理想接触。两个接触的表面由于其粗糙性，表面之间始终会存在微小的空气间隙。

通过两个接触面之间的界面，存在两种模式的传热。第一种是通过固体到固体接触的点的传导传热（Q传导），这种传热非常有效。第二种是通过填充间隙的空气的传导传热（Q间隙），由于空气的热导率较低，这种传热可能很弱。为了论述热接触阻力，在两边具有传导介质的一组物体中加上界面传导率 hc，如下图所示。

传导率 hc 与对流传热系数相似，它具有相同的单位 (W/m2 oK)。如果 DT 是区域 A 的界面上的温差，则传热速率 Q 可以由 Q = A hc DT 公式计算。利用电热模拟，可以写出 Q = DT/Rt，其中 Rt 是热接触阻力，由 Rt = 1/(A hc) 公式计算。

界面传导率 hc 取决于以下因素：

• 接触面的表面粗糙度。

• 每个面的材料。

• 将表面压在一起的压力。

• 两个接触面之间的间隙中的物质。

下表显示了对于正常表面粗糙度和中等接触压力（1 到 10 atm）的界面传导率的一些典型值。除非指出，否则空气间隙没有抽空：

下表列出了真空条件下金属界面的热接触阻力：

热接触阻力建模示例