열 설계｜

열 저항과 방열의 기본 : 대류의 열 저항

2021.09.01

키 포인트

・유체란, 기체, 액체와 같이 흐르는 것이다.

・대류란, 열을 받은 유체가 이동함으로써 열을 운반하는 열 이동 현상이다.

・자연 대류란, 유체의 온도차로 인해 발생하는 부력으로만 구동되는 흐름이다.

・강제 대류란, 팬이나 펌프 등의 외부적 요인으로 인해 구동되는 흐름이다.

・대류의 열 저항은 대류열 전달률 hm과 발열하는 물체의 표면적 A를 곱한 값의 역수이다.

전도의 열 저항 편에 이어 이번에는 「대류」의 열 저항에 대해 설명하겠습니다.

대류란?

대류에는 몇 가지 종류가 있습니다. 하기 표는 용어와 정의에 대해 정리한 표이며, 그림은 대류의 이미지입니다.

유체	기체, 액체와 같이 흐르는 것
대류	열을 받은 유체가 이동함으로써, 열을 운반하는 열 이동 현상 ※유체가 없는 상태 (진공)에서는 대류에 의한 열 이동은 기대할 수 없다.
자연 대류	유체의 온도차로 인해 발생하는 부력으로만 구동되는 흐름
강제 대류	팬이나 펌프 등의 외부적 요인으로 인해 구동되는 흐름

대류의 열 저항

하기는 대류의 열 저항을 나타낸 식입니다.

대류의 열 저항은 대류열 전달률 hm과 발열하는 물체의 표면적 A를 곱한 값의 역수입니다. 물체의 표면적이 커지면, 대류의 열 저항이 낮아지는 것을 식으로부터 알 수 있습니다.

대류열 전달률 hm은 대류의 종류에 따라 달라집니다. 자연 대류와 강제 대류 (층류와 난류)의 각 hm은 상기 그림을 참조하여 주십시오.

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최근 전자기기 설계 시 열 대책이 주목을 받고 있으며, 이러한 열 설계가 새로운 과제로 대두되고 있습니다. 열은 이전부터 중요 검토 사항이었지만, 최근에는 전자기기에 대한 요구가 변화됨에 따라 기존의 열 대책을 개선해야 하는 필요성이 높아지고 있습니다. 본 핸드북은 기본적으로 전자기기에서 사용되는 IC나 트랜지스터 등을 전제로 하여 열 설계에 대해 설명한 자료입니다.

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