1.2　热设计的术语和定义

在国标GB/T 31845——2015《电工电子设备机械结构热设计规范》和相关文献中定义了一些与热设计有关的术语[1,2,6-8]，摘录如下。

① 温度梯度：等温面法线方向上，单位长度的温度变化量。

② 热流量：单位时间内热路上传递的热量。

③ 热阻：热路上的温差除以热流量。热阻指热量在热流路径上遇到的阻力，一般用R表示，即R=∆t/Q，单位为℃/W（注：在一些资料中也有用Rxx、Rθxx、θxx等符号表示）。

④ 接触热阻：接触界面间所产生的热阻。

⑤ 导热：不同温度的物体或物体内不同温度的各部分之间，分子动能和自由电子运动所引起的一种热量传递过程。

⑥ 导热系数：表征物质导热能力的参数，它等于热流密度除以温度梯度。导热系数是表征材料导热性能的参数，它表明单位时间、单位面积、负的温度梯度下的导热量，单位为W/（m·K）或W/（m·℃）。（注：导热系数即热导率。）

⑦ 对流换热：流体流过物体表面时所发生的一种热量传递过程。

⑧ 自然对流：由流体各部分温度不均匀造成的浮升力所引起的流体运动。

⑨ 强迫对流：由外力迫使流体流动的一种运动。

⑩ 层流：流体流动时，相邻两层之间质点互不混杂，层次分明的一种流动状态。

紊流：流体流动时，质点相互混杂，而无层次的一种流动状态。

当量直径：非圆截面槽道等效之圆管直径，等于4倍的流体流动的槽道的截面积与浸润长度之比。

对流换热系数：表示流体与物体表面之间换热能力的参数。反映两种介质间对流换热过程的强弱，表明当流体与壁面的温差为1℃时，在单位时间通过单位面积的热量，单位为W/（m2·K）或W/（m2·℃）。

传热系数：表示流体在传热过程中换热能力的一个参数，它等于热流密度除以温度差。

辐射换热：物体间以电磁波的形式辐射和吸收热量所形成热量传递过程。

黑度：实际物体的辐射力与同温度下黑体的辐射力之比值。其值在0与1之间，取决于物体种类、表面状况、表面温度及表面颜色。表面粗糙、无光泽，则黑度大，辐射散热能力强。黑度一般用ε表示，无单位。

热环境：影响设备或元器件热特性的各种环境因素之总称。

传热路径：热量传递的路径。

热流密度：单位面积的热流量，单位为W/m2。

体积功率密度：单位体积内的热流量，单位为W/m3。

自然冷却：利用导热、自然对流和辐射换热三种方式之一或其组合进行的冷却。

强迫冷却：利用通风机、泵或其他压力源迫使冷却介质流经发热元器件或设备的冷却。

强迫空气冷却：利用通风机或其他压力源驱动冷却空气流经发热元器件或设备进行的冷却。

射流冷却：利用高压气流对发热表面进行喷射的冷却。

液体冷却：利用液体对发热元器件或设备进行的冷却。

直接液体冷却：将电子元器件直接置于冷却液体中进行的冷却。利用液体汽化时吸收汽化热进行的冷却。

散热器：具有扩展表面以增强电子元器件或设备散热的器件。

型材散热器：用扩展表面为连续肋片的型材加工而成的散热器。

换热器：用来把热量从热流体传至冷流体的一种换热装置。

冷板：利用单种流体进行热交换的一种换热装置。

热管：一种靠工质相变时吸收和释放汽化潜热，并由蒸汽流动传输热量的真空密封高效传热器件。

热特性：设备或元器件的温度、压力和流量（或流速）分布随热环境及功耗而变化的特性。

静压：由于分子运动力而产生的对壁面的压力。

动压：由流体运动速度引起的压力。

全压：静压和动压之和。

体积流量：单位时间内流过某指定截面的流体的体积。

质量流量：单位时间内流过某指定截面的流体的质量。

热应力：电子元器件材料因温度引起热胀冷缩所产生的应力。

系统阻力特性：流道系统（或机柜）中压力损失与流量的函数关系。

通风机工作点：风道阻力特性曲线与风机的静压（或全压）特性曲线在同一坐标系上的交点。

热通道/冷通道：数据中心的服务器机架和其他计算设备的布局设计。热通道/冷通道构造旨在通过管理气流来节约能源和降低冷却成本。最简单的数据中心热通道/冷通道设计是在交叉行排列服务器机架，让冷空气的进口朝一边，热空气的出口朝另一边。机架前端组成的行称为冷通道，通常情况下，冷通道面向空调的输出管道。热空气输出的那一行称为热通道，通常情况下，热通道面向空调的回风管道。

热耗：功率器件正常运行时产生的热量。热耗不等同于功耗，功耗指功率器件的输入功率。一般功率器件的效率比较低，大部分功率都转化为热量。计算功率器件温升时，应根据其功耗和效率计算热耗，当仅知道大致功耗时，对于小功率设备，可认为热耗等于功耗，对于大功率设备，可近似认为热耗为功耗的75%。为给设计留一个余量，有时直接用功耗进行计算。

热单位：能量的形态之一，与动能、电能及位能等一样，热能的单位用J（焦耳）表示。电子设备若持续发热，热量连续不断流动时，用“每秒的热能量”来表示会更容易理解，单位为J/s，J/s也可用W（瓦特）表示。能量既不会突然生成，也不会突然消失，它们不是传递到其他物质就是转换为其他形态的能量。例如，100J的能量可使100g水的温度升高约0.24℃，这并不是通过升高水的温度消耗了100J的能量，而是在水中作为热能保存了起来。

比热容：即为比热，是单位质量物质的热容量。单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫作这种物质的比热容，用字母G表示。比热容是一个复合单位，是由质量、温度和热量的单位组合而成的。在国际单位制中，比热的单位是J/（kg·℃），读作焦每千克摄氏度。