329 传热学-热阻

329 传热学-热阻

热阻含义

传热是温差推动的过程，温差与传热量的比值称为热阻。

导热热阻

以平板导热为例，由其导热方程（参见“冷热平台”第326篇）：

Q=λA(T_H-T_L)/δ

可得其导热热阻为：

R_TD=δ/(λA)

其他情况导热热阻可参照导热方程和热阻定义得到。

计算示例

如平板壁厚10cm，热导率0.03W/(m.K)，面积3m²时，其导热热阻为：

R_TD=δ/(λA)

=0.1/(0.03*3)=1.11 K/W

对流换热热阻

由对流换热基本方程（参见“冷热平台”第327篇）：

Q=αA(T_F-T_S)

可得其热阻为：

R_TL=1/(αA)

计算示例

如流体在管内换热系数500W/(m².K)，换热面积0.8m²，则其对流换热热阻为：

R_TL=1/(αA)

=1/(500*0.8)=0.0025 K/W

辐射换热热阻

由辐射换热基本方程（参见“冷热平台”第328篇）：

Q₁₂=A₁(E_B1-E_B2)/((1/ε₁-1) + 1/φ₁₂ +(A₁/A₂) (1/ε₂ -1))

E_B1=5.669(0.01T₁)⁴

E_B2=5.669(0.01T₂)⁴

可得其热阻为：

R_TF=((1/ε₁ -1) +1/φ₁₂ +(A₁/A₂) (1/ε₂ -1))/( 5.669 *10^-8A₁(T₁+T₂)(T₁²+T₂²))

计算示例

如某温度30℃（303K）、黑度0.9的壁面A₁=20m²，被另一温度22℃（295K）、黑度0.9的A₂=74m²壁面包围（壁面1对壁面2的角系数为1.0），则其热阻为：

R_TF=((1/ε₁ -1) +1/φ₁₂ +(A₁/A₂) (1/ε₂ -1))/( 5.669 *10^-8A₁(T₁+T₂)(T₁²+T₂²))

=((1/0.9 -1) + 1/1.0 +(20/74)(1/0.9 -1))/( 5.669 *10^-8*20*(303+295)(303²+295²))

=1.14/121.3=0.0094 K/W

热阻应用

得到各传热单元的热阻后，可以同计算电阻一样处理复杂传热过程。