1. 열 저항 (Thermal Resistance)
ㅇ 전기회로의 저항 개념을 열전달 해석에 대응시킨 모델링 용어
- 대응 : 열 저항 ↔ 전기 저항, 온도 차이 ↔ 전압, 열전달률 ↔ 전류
2. 열 저항의 관계식
ㅇ 기본 관계식
[# R_{\mathrm{th}} = \frac{\Delta T}{\dot{Q}} #]
- {#R_{\mathrm{th}}#} : 열 저항 (K/W)
- {#\Delta T#} : 열이 흐르는 두 지점 간 온도차 (K)
- {#\dot{Q}#} : 단위 시간당 전달되는 열량(열 유속), 열전달률 (W)
ㅇ 의미
- 열이 전달될 때, 온도차(ΔT)에 비례하여, 열 유속(열량 흐름)을 방해하는 정도
- 열이 흐를 때, 온도차를 만들어내는, 전달 저항
. 열 저항이 큼 → 같은 열량을 전달하려면 더 큰 온도차가 필요
. 열 저항이 작음 → 열이 잘 흐름
- 다층 구조, 다중 경계면 열 해석에 필수적인 개념
3. 열 저항의 주요 분류
ㅇ 전도 열 저항
[# R_{\mathrm{cond}} = \frac{L}{kA} #]
- 고체 내부 열전달
- 재료 두께, 열전도율에 의존
- 접촉 열 저항 : (전도 열 저항의 경계면 효과)
고체 – 고체 접촉 경계면에서 발생
표면 상태,접촉 압력에 의존
ㅇ 대류 열 저항
[# R_{\mathrm{conv}} = \frac{1}{hA} #]
- 고체 – 유체 경계면
- 열전달계수(h)에 의존
ㅇ 복사 열[熱] 저항
[# R_{\mathrm{rad}} = \frac{1}{h_r A} #]
- 전자기 복사에 의한 열전달
- 표면 방사율, 온도에 의존
4. 열 저항 네트워크 (Thermal Resistance Network)
ㅇ 열 저항은, 전기 저항과 유사하게 직렬,병렬 결합 가능
ㅇ 따라서, 복합 열전달 문제를 등가 회로로 단순화 가능