1.2　熱設計的術語和定義

在國標GB/T 31845——2015《電工電子設備機械結構熱設計規范》和相關文獻中定義了一些與熱設計有關的術語[1,2,6-8]，摘錄如下。

① 溫度梯度：等溫面法線方向上，單位長度的溫度變化量。

② 熱流量：單位時間內熱路上傳遞的熱量。

③ 熱阻：熱路上的溫差除以熱流量。熱阻指熱量在熱流路徑上遇到的阻力，一般用R表示，即R=?t/Q，單位為℃/W（注：在一些資料中也有用Rxx、Rθxx、θxx等符號表示）。

④ 接觸熱阻：接觸界面間所產生的熱阻。

⑤ 導熱：不同溫度的物體或物體內不同溫度的各部分之間，分子動能和自由電子運動所引起的一種熱量傳遞過程。

⑥ 導熱系數：表征物質導熱能力的參數，它等于熱流密度除以溫度梯度。導熱系數是表征材料導熱性能的參數，它表明單位時間、單位面積、負的溫度梯度下的導熱量，單位為W/（m·K）或W/（m·℃）。（注：導熱系數即熱導率。）

⑦ 對流換熱：流體流過物體表面時所發生的一種熱量傳遞過程。

⑧ 自然對流：由流體各部分溫度不均勻造成的浮升力所引起的流體運動。

⑨ 強迫對流：由外力迫使流體流動的一種運動。

⑩ 層流：流體流動時，相鄰兩層之間質點互不混雜，層次分明的一種流動狀態。

紊流：流體流動時，質點相互混雜，而無層次的一種流動狀態。

當量直徑：非圓截面槽道等效之圓管直徑，等于4倍的流體流動的槽道的截面積與浸潤長度之比。

對流換熱系數：表示流體與物體表面之間換熱能力的參數。反映兩種介質間對流換熱過程的強弱，表明當流體與壁面的溫差為1℃時，在單位時間通過單位面積的熱量，單位為W/（m2·K）或W/（m2·℃）。

傳熱系數：表示流體在傳熱過程中換熱能力的一個參數，它等于熱流密度除以溫度差。

輻射換熱：物體間以電磁波的形式輻射和吸收熱量所形成熱量傳遞過程。

黑度：實際物體的輻射力與同溫度下黑體的輻射力之比值。其值在0與1之間，取決于物體種類、表面狀況、表面溫度及表面顏色。表面粗糙、無光澤，則黑度大，輻射散熱能力強。黑度一般用ε表示，無單位。

熱環境：影響設備或元器件熱特性的各種環境因素之總稱。

傳熱路徑：熱量傳遞的路徑。

熱流密度：單位面積的熱流量，單位為W/m2。

體積功率密度：單位體積內的熱流量，單位為W/m3。

自然冷卻：利用導熱、自然對流和輻射換熱三種方式之一或其組合進行的冷卻。

強迫冷卻：利用通風機、泵或其他壓力源迫使冷卻介質流經發熱元器件或設備的冷卻。

強迫空氣冷卻：利用通風機或其他壓力源驅動冷卻空氣流經發熱元器件或設備進行的冷卻。

射流冷卻：利用高壓氣流對發熱表面進行噴射的冷卻。

液體冷卻：利用液體對發熱元器件或設備進行的冷卻。

直接液體冷卻：將電子元器件直接置于冷卻液體中進行的冷卻。利用液體汽化時吸收汽化熱進行的冷卻。

散熱器：具有擴展表面以增強電子元器件或設備散熱的器件。

型材散熱器：用擴展表面為連續肋片的型材加工而成的散熱器。

換熱器：用來把熱量從熱流體傳至冷流體的一種換熱裝置。

冷板：利用單種流體進行熱交換的一種換熱裝置。

熱管：一種靠工質相變時吸收和釋放汽化潛熱，并由蒸汽流動傳輸熱量的真空密封高效傳熱器件。

熱特性：設備或元器件的溫度、壓力和流量（或流速）分布隨熱環境及功耗而變化的特性。

靜壓：由于分子運動力而產生的對壁面的壓力。

動壓：由流體運動速度引起的壓力。

全壓：靜壓和動壓之和。

體積流量：單位時間內流過某指定截面的流體的體積。

質量流量：單位時間內流過某指定截面的流體的質量。

熱應力：電子元器件材料因溫度引起熱脹冷縮所產生的應力。

系統阻力特性：流道系統（或機柜）中壓力損失與流量的函數關系。

通風機工作點：風道阻力特性曲線與風機的靜壓（或全壓）特性曲線在同一坐標系上的交點。

熱通道/冷通道：數據中心的服務器機架和其他計算設備的布局設計。熱通道/冷通道構造旨在通過管理氣流來節約能源和降低冷卻成本。最簡單的數據中心熱通道/冷通道設計是在交叉行排列服務器機架，讓冷空氣的進口朝一邊，熱空氣的出口朝另一邊。機架前端組成的行稱為冷通道，通常情況下，冷通道面向空調的輸出管道。熱空氣輸出的那一行稱為熱通道，通常情況下，熱通道面向空調的回風管道。

熱耗：功率器件正常運行時產生的熱量。熱耗不等同于功耗，功耗指功率器件的輸入功率。一般功率器件的效率比較低，大部分功率都轉化為熱量。計算功率器件溫升時，應根據其功耗和效率計算熱耗，當僅知道大致功耗時，對于小功率設備，可認為熱耗等于功耗，對于大功率設備，可近似認為熱耗為功耗的75%。為給設計留一個余量，有時直接用功耗進行計算。

熱單位：能量的形態之一，與動能、電能及位能等一樣，熱能的單位用J（焦耳）表示。電子設備若持續發熱，熱量連續不斷流動時，用“每秒的熱能量”來表示會更容易理解，單位為J/s，J/s也可用W（瓦特）表示。能量既不會突然生成，也不會突然消失，它們不是傳遞到其他物質就是轉換為其他形態的能量。例如，100J的能量可使100g水的溫度升高約0.24℃，這并不是通過升高水的溫度消耗了100J的能量，而是在水中作為熱能保存了起來。

比熱容：即為比熱，是單位質量物質的熱容量。單位質量的某種物質溫度升高1℃吸收的熱量叫作這種物質的比熱容，用字母G表示。比熱容是一個復合單位，是由質量、溫度和熱量的單位組合而成的。在國際單位制中，比熱的單位是J/（kg·℃），讀作焦每千克攝氏度。