元々は熱伝導に関するフーリエの法則から導き出されたもので、伝導に対する熱抵抗は重要な概念です。伝導に対する熱抵抗は、材料の 2 つの相の間の温度と単位面積あたりの熱流量の比率として定義されます。
この記事では、伝導に対する熱抵抗のトピックと、そのコースとの関連性を理解します。この記事では、熱抵抗に直接的または間接的に関連する他のいくつかの重要な概念についても説明します。
それでは早速、議論を始めましょう!
熱抵抗の基礎
トピックから始めるときは、まず基本をよく理解しましょう。伝導に対する熱抵抗とは、熱の流れに抵抗する材料の加熱特性を指します。これは、熱伝導率の反対または逆数です。また、材料が熱を伝導するのがどれほど難しいかの定量化として説明することもできます.
熱抵抗は、特定の 2 点間の温度差とそれらの間の熱の流れの商としても表されます。これは、熱抵抗のレベルが高いほど、材料が熱を伝導しにくくなることを意味します.
オームの法則の役割
伝導に対する熱抵抗も、電気抵抗と同じように見ることができます。このように、熱計算の基本公式を使ってイラストや方程式を表現することもできます。
したがって、電位差を考慮して温度差を計算することもできます。ただし、熱伝導のための熱抵抗の場合、物体の一端を断面に保つことが必須です。反対側の端がそれを通り抜け、温度に影響を与えるのに役立ちます.したがって、熱抵抗に関してオームの法則の役割を理解することが重要です。
熱抵抗のアナロジー
伝導に対する熱抵抗の概念を理解することは、電気的なアナロジーを参照して、いくつかの熱伝達の問題を分析する機会にもなります。また、オームの法則に関連する複雑なシステムの視覚化と分析にも役立ちます。
これを理解するために少し時間を取ってみましょう。
オームの法則で与えられるように –
V=IR
この関係で、V は振幅を駆動する電圧を表します。与えられた電圧に対して流れる電流量は、抵抗に正比例します。ただし、電気伝導体の場合、抵抗は材料特性と物理的構成にも依存します。たとえば、銅は通常、木材と比較して抵抗が低くなります。
熱流は、内部発熱のない定常状態の熱伝達の温度差にも比例し、次の式で表すことができることを知っておくことも重要です – Q =kAΔT/Δx
ここで、Q は熱流の量を表し、k は熱伝導率の材料特性を表し、A は熱の流れに垂直な領域を表します。さらに、Δx は熱流の周囲の距離を表し、ΔT は熱流を促進する温度差を表します。
利点
伝導に対する熱抵抗の意味がわかったので、熱抵抗の定式化を適用する利点をいくつか説明しましょう。以下に説明するためのヒントをいくつか示します。
問題設定の簡素化
熱抵抗定式化の適用は、複雑な問題の整理を簡素化するのに役立ちます。たとえば、液体の流れの温度に対する熱流を計算する場合、材料特性が一致していれば方程式の設定が簡単になります。
ラジエーターの熱抵抗には内部の表面温度があるため、より単純化されたソリューションを含める必要があります。これにより、プロセスをシンプルに保つことができます。
問題に対する深い洞察
伝導への熱抵抗定式化の適用も、問題に対する有益な洞察を得るのに役立ちます。モデルのどの部分が熱伝達の制御に関与しているか、またどの部分があまり関係がないかを理解するのに役立ちます。
例を通してこのシナリオを理解しましょう。与えられた液体材料の熱抵抗が 20 k/w で、複合壁として 1 mm のプラスチックを使用し、熱抵抗が 40 k/w の場合、放射と伝導に対する熱抵抗の放射率は低くなります。
結論
結論として、伝導に対する熱抵抗は、特定の材料の熱伝導率によって理解されるものの相反する現象であると言えます。ただし、複雑なプロセスを理解し、関連するソリューションを適用するのに役立つ同様に強力な概念であることを指摘するのは間違いではありません.前述のように、既存のテクノロジーを試して、テクノロジーの世界に革命をもたらすソリューションを生み出すのにも役立ちます。
