热电阻是衡量物体导热能力的物理量,单位为开尔文每瓦 (K/W)。导热能力越强,热电阻越小。以下公式表提供了计算不同形状和材料热电阻的公式。
热电阻:R = L / (kA)
L:壁的厚度 (m) k:导热系数 (W/m·K) A:壁的横截面积 (m2)热电阻:R = ln(ro/ri) / (2πLk)
ro:外径 (m) ri:内径 (m) L:壁的长度 (m) k:导热系数 (W/m·K)热电阻:R = (ro - ri) / (4πkriro)
ro:外径 (m) ri:内径 (m) k:导热系数 (W/m·K)热电阻:R = R1 + R2 + ... + Rn
R1、R2、...:各层壁的热电阻 (K/W)热电阻:R = R1 + R2 + ... + Rn
R1、R2、...:各串联电阻 (K/W)热电阻:1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn
R1、R2、...:各并联电阻 (K/W)计算一块厚度为 10 mm、导热系数为 0.5 W/m·K 的玻璃平面壁的热电阻。
热电阻:R = L / (kA) = 0.01 m / (0.5 W/m·K * 1 m2) = 0.02 K/W
计算一根外径为 20 mm、内径为 15 mm、长度为 100 mm、导热系数为 20 W/m·K 的铜圆柱壁的热电阻。
热电阻:R = ln(ro/ri) / (2πLk) = ln(20 mm/15 mm) / (2π * 0.1 m * 20 W/m·K) = 0.005 K/W
计算一个由 5 mm 厚的铝壁、10 mm 厚的铜壁和 15 mm 厚的不锈钢壁组成的复合壁的热电阻。
铝壁热电阻:RAl = 0.005 m / (237 W/m·K * 1 m2) = 0.000021 K/W
铜壁热电阻:RCu = 0.01 m / (398 W/m·K * 1 m2) = 0.000025 K/W
不锈钢壁热电阻:RSS = 0.015 m / (15 W/m·K * 1 m2) = 0.001 K/W
复合壁热电阻:R = RAl + RCu + RSS = 0.000021 K/W + 0.000025 K/W + 0.001 K/W = 0.001026 K/W
以下是一些常见热电阻材料及其导热系数:
铜:398 W/m·K 铝:237 W/m·K 不锈钢:15 W/m·K 玻璃:0.5 W/m·K 塑料:0.1 W/m·K热电阻在工程和科学领域有多种应用,包括:
热量传递分析 绝缘设计 冷却系统设计 传热设备尺寸