熱設計規范

3 術語和定義
 熱環境 Thermal Environment
設備或元器件周圍流體的種類、溫度、壓力及速度, 表面溫度、外形及黑度, 每個元器件周圍的傳熱通路等情況。
 熱特性 Thermal Characteristics
設備或元器件的溫升隨熱環境變化的特性, 包括溫度、壓力和流量分布特征。
 環境溫度 Environment Temperature
距設備進風口或正面幾何中心150mm 處的空氣溫度。
 局部環境溫度 Local Environment Temperature
器件來流方向距器件前上方(45o)約2 倍器件長度處的流體溫度。如果上游存在其它器件，則指兩器件間中心處流體的溫度。
 熱耗 Power Dissipation
設備或者器件消耗的電能中轉換為熱能的部分，對大多數器件而言，其值為器件的輸入功率減去輸出功率。
 熱流密度 Thermal Current Density
單位面積的熱流量。
 導熱 Heat Conduction
物體各部分之間不發生相對位移時，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運動而產生的熱量傳遞形式。
 對流換熱 Heat Convection
流體流過固體壁面情況下所發生的熱量傳遞形式，它是由流體各部分之間發生相對位移，冷熱流體相互摻混所引起的。
 自然對流 Natural Convection
指流體因各部分的溫度不同引起密度不同，因而產生的相對運動。因自然對流產生的傳熱方式，稱為自然對流換熱。
 強迫對流 Forced Convection
指流體由于受外力作用（泵、風機等）而發生的運動。因強迫對流產生的傳熱方式，稱為強迫對流換熱。
 輻射換熱 Heat Radiation
物體通過電磁波來傳遞能量的方式稱為輻射。因熱而引起的輻射與吸收過程的綜合結果即為輻射換熱。
 導熱系數λ Thermal Conductivity
表征物體傳導換熱的能力，數值等于單位時間內通過單位長度溫度降低1℃時所傳遞的熱量。與物體材料和溫度有關。
 對流換熱系數 Coefficient of Convective heat transfer
表征對流換熱的能力，數值等于單位溫差時通過壁面的熱流密度，與物體的物性、換熱表面的形狀與布置、流體的流速等有關。
 熱阻 Thermal Resistance
熱量在熱流路徑上遇到的阻力。熱阻θ = Δt /Q ，為溫差與換熱量的比值。
 內熱阻 Internal Resistance
元器件內部發熱部位與表面某部位之間的熱阻。
 結－殼熱阻jc θ Resistance Between Junction and Case
結到管殼基座之間的熱阻。
 結－空氣熱阻ja θ Resistance Between Junction and Ambient
結到局部環境空氣之間的熱阻。
 結－板熱阻jb θ Resistance Between Junction and Board
結到PCB 基板之間的熱阻。
 接觸熱阻 Contact Resistance
接觸界面所產生的熱阻。主要因為兩個名義上平的固體表面相互接觸時，實際的固體對固體的接觸僅僅發生在一些離散的接觸面積上，全部熱流線將收縮而只通過這些局部離散面積，這些收縮使界面產生一個熱阻值。
 雷諾數 Re
Re 數大是慣性力相對強大的表現。
 普朗特數 Pr
Pr = μ / ρa ，它反映流體動量擴散與熱量擴散的相對大小。a 熱擴散率。
 努謝爾特數 Nu
Nu =αl /λ ，它反映實際熱量傳遞與導熱分子擴散熱量傳遞的相對大小。α ? 換熱系
數； l ? 特征長度； Nu 數越大，換熱越強。
 格拉曉夫數 Gr
Gr = gβΔtl 3ρ 2 / μ 2 ，為（浮升力）/（粘滯力）與（慣性力）/（粘滯力）兩項比值
的乘積。g ? 重力加速度； β ? 體積膨脹系數；Gr 數增大表面浮升力作用相對增長。
在自然對流的計算中常用到該參數。
 層流 Laminar Flow
雷諾數小于2200 的流動為層流。
 紊流（湍流）Turbulent Flow
雷諾數大于10000 的流動為紊流，或者叫湍流。Re 大于2200 小于10000 為過渡區。
 壓力損失 Pressure Drop
流體流動時，由于粘性力的影響，以及流道發生彎曲，流動截面積發生改變等，會消
耗一定的能量，造成風速降低，這種損失稱為壓力損失。
 黑度 Emissivity
指實際物體的輻射力與同溫度下黑體輻射力的比值。主要取決于物質種類、表面溫度
和表面狀況。大部分金屬材料的黑度值較高，一般在0.85～0.95，磨光的金屬材料黑
度很低，粗糙表面和受氧化作用后的表面的黑度通常為磨光表面的數倍。
 風機的特性曲線 Fan Characteristic Curve
指風機的風壓隨風量變化的曲線。
 系統的阻力特性曲線 System Pressure Drop Curve

系統阻力損失隨風量的變化曲線。
 風機的工作點 Fan Operating Point
工作狀態下，系統阻力特性曲線與風機特性曲線的交點。
 戶外 Outdoor
無氣候防護場所，指對產品所受到的氣候影響沒有防護的場所。
 戶內Indoor
有氣候防護場所，指對產品能完全或部分排除直接氣候影響的場所。
 太陽輻射 Solar Radiation
通常指太陽向周圍空間放射的電磁波能量。
 輻射強度 Radiant Intensity
單位時間內通過單位面積上的輻射能量。
 熱時間常數 Thermal Time Scale
當元器件的溫度達到百分之六十三穩定溫升時所需要的時間。
 熱容 Specific Heat Capacity
質量與定壓比熱的乘積，表示在溫升相同的情況下，系統吸收熱量的能力，影響系統的溫升時間。
 溫度穩定 Temperature Steady
溫度變化率在一小時內低于2℃時，稱為溫度穩定。
 來流空氣流速 Approching Velocity
抵達設備前空氣的流動速度。
 設備空氣流速Device Velocity
通過設備的空氣流動速度。
 最大溫升 Maximum Temperature Rise
系統或單板內器件表面的最高溫度與環境溫度的差值。
 平均溫升 Average Temperature Rise
系統或單板上元器件表面溫度的平均值與環境溫度的差值。溫度平均值/ ，其中i P 為某器件的功率， Pi t 為該器件的表面溫度。
 熱設計
綜合利用導熱、對流及輻射三種換熱手段，設計發熱源至環境的低熱阻通路，以滿足設備散熱要求的過程稱為熱設計。
 熱仿真
借助于數值計算軟件，模擬計算設備或部件散熱狀況的方法稱為熱仿真。
 熱評估
通過測量設備的溫升等參數來評價設備散熱性能的方法稱為熱評估。

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