其中α代表對(duì)流換熱系數(shù)，F代表對(duì)流換熱面積

對(duì)于強(qiáng)迫對(duì)流換熱，對(duì)流換熱系數(shù)可以寫成         

則

其中 L代表特征尺寸；λ代表導(dǎo)熱系數(shù)；ν代表運(yùn)動(dòng)粘度；Pr代表普朗特?cái)?shù)；u代表流速；C1、m、n代表常數(shù)。

一維導(dǎo)熱的熱阻表示成

其中 λ代表導(dǎo)熱系數(shù)；δ代表導(dǎo)熱路徑長(zhǎng)度；F代表導(dǎo)熱路徑的橫截面積。

上述的，導(dǎo)熱系數(shù)，運(yùn)動(dòng)粘度，普朗特?cái)?shù)都是物性參數(shù)，它們大都是溫度的函數(shù)。如下圖中導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變化曲線。

不過在一般的電子散熱問題所涉及的溫度變化幅度較小，這些參數(shù)變化幅度很小，為便于分析，可以假定它們是常數(shù)。表現(xiàn)出來(lái)，這些熱阻也可以視為常數(shù)。這樣分析問題非常方便。例如，強(qiáng)迫風(fēng)冷，一個(gè)器件損耗50W時(shí)，溫度穩(wěn)定后其溫升為30℃。若它的損耗調(diào)整為60W，其穩(wěn)定溫度約為36℃。否則，我們需要先假定一個(gè)溫升以后，查表獲得物性參數(shù)，然后再來(lái)迭代修正。

但是，這種“方便”用久了以后，大家比較容易產(chǎn)生一種錯(cuò)覺：熱阻是獨(dú)立的，跟溫度關(guān)系不大。

因此，前不久，在熱設(shè)計(jì)網(wǎng)QQ群（319322744）里，有人對(duì)“不同溫度條件下，溫差相同的兩個(gè)物體之間的輻射換熱量是不同的”這句話不能理解。

事實(shí)上，輻射換熱表示為

其中 ε代表黑度；σ代表Stefan-Boltzmann常數(shù)；f1，2代表角系數(shù)；F代表輻射換熱面積；T1、T2代表1、2兩物體的開爾文溫度。

由此可知，即使溫差T1-T2一定，如果T1和T2比較高，輻射換熱量會(huì)比較大。

如果表達(dá)成熱阻的形式則是：

可見，輻射熱阻跟溫度是密切相關(guān)的，不能把它當(dāng)做與溫度無(wú)關(guān)的定值。

除了輻射換熱，復(fù)雜的還有自然對(duì)流換熱。自然對(duì)流換熱系數(shù)可以表示成

而格拉曉夫數(shù)

則

于是，自然對(duì)流的熱阻可以表示為

其中 L代表特征尺寸；λ代表導(dǎo)熱系數(shù)；ν代表運(yùn)動(dòng)粘度；Pr代表普朗特?cái)?shù)；g代表重力加速度；β代表膨脹率；F代表?yè)Q熱面積；ΔT代表溫升；C2、n代表常數(shù)。

由此可見，即使我們假定各個(gè)物性參數(shù)是常數(shù)，自熱對(duì)流的熱阻，依然跟溫升ΔT相關(guān)。把自熱對(duì)流熱阻看成是與溫度無(wú)關(guān)的定值，也會(huì)引起一定誤差。

綜合來(lái)講，自然對(duì)流、輻射換熱，不可以簡(jiǎn)單的把熱阻看成與溫度無(wú)關(guān)。

講到自然對(duì)流，我們可以看到，換熱系數(shù)與特征尺寸，相對(duì)重力的安裝方向都有關(guān)，簡(jiǎn)單的假定一個(gè)對(duì)流換熱系數(shù)，評(píng)估自然散熱所需的面積是比較粗糙的。如同熱設(shè)計(jì)網(wǎng)培訓(xùn)課程附帶的作業(yè)題中所提的那樣，同一個(gè)發(fā)熱銅排，橫放和豎放，它的溫度差別是非常明顯的。

自然對(duì)流散熱的換熱系數(shù)，自身又包含了溫升，顯得很復(fù)雜，但是熱設(shè)計(jì)網(wǎng)的培訓(xùn)學(xué)員還是出色的掌握了評(píng)估的方法。

以下是某學(xué)員關(guān)于自然散熱評(píng)估的作業(yè)

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