接觸熱導

接觸熱導（thermal contact conductance）是指二個固體在有熱接觸（英语：thermal contact）時的热传导。接觸熱導係數（thermal contact conductance coefficient）${\displaystyle h_{c}}$是有二個相接觸的固體之間的熱導率，也表示其導熱的能力。接觸熱導係數的倒數稱為接觸熱阻（thermal contact resistance）。

定義

 

圖1：兩個相接觸固體之間的熱流以及其溫度分佈

當二個固體相接觸（例如圖1的A和B），熱會由較高溫的物體流到較低溫的物體。二個固體的溫度分佈大致如圖1所示。在接觸面上有明顯的溫度落差，這就是二個接觸面之間接觸熱阻造成的影響。接觸熱阻定義為溫度差和介面平均熱流的比例^[1]。

依照傅立葉定律，兩物體之間的熱流如下式所示：

${\displaystyle q=-kA{\frac {dT}{dx}}}$

(1)

其中${\displaystyle q}$ 為熱流，${\displaystyle k}$ 為熱傳導率，${\displaystyle A}$ 為截面積，${\displaystyle dT/dx}$ 是延著熱流方向的溫度梯度。

考慮能量守恆，兩物體之間的熱流可以用以下方式計算：

${\displaystyle q={\frac {T_{1}-T_{3}}{\Delta x_{A}/(k_{A}A)+1/(h_{c}A)+\Delta x_{B}/(k_{B}A)}}}$

(2)

可以看出熱流和兩物體的熱傳導率${\displaystyle k_{A}}$ 和${\displaystyle k_{B}}$ ，接觸面積${\displaystyle A}$ ，以及接觸熱阻${\displaystyle 1/h_{c}}$ 有關。而接觸熱阻的倒數即為接觸熱導係數${\displaystyle h_{c}}$ 。

參考資料

1. Holman, J. P. Heat Transfer, 8th Edition. McGraw-Hill. 1997.