열전도율 - 편집 역사

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Togotech: 새 문서: 열전도율

전자부품

온도 및 열 관련

열관련

방열
단열

열전도율 - 이 페이지

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새 문서: 열전도율 <ol> <li> 전자부품 <ol> <li> 온도 및 열 관련 <ol> <li>열관련 <ol> <li> 방열 <li> 단열 <ol> <li> 열전도율 - 이 페이지 </ol> </...

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열전도율
<ol>
<li> [[전자부품]]
<ol>
<li> [[온도 및 열 관련]]
<ol>
<li>열관련
<ol>
<li> [[방열]]
<li> [[단열]]
<ol>
<li> [[열전도율]] - 이 페이지
</ol>
</ol>
</ol>
</ol>
<li>열전도율 Thermal conductivity
<ol>
<li>SI 단위는 watts per metre-kelvin(W/mK)이다.
<ol>
<li>imperial unit로는 BTU per foot per hour per degree Fahrenheit (BTU /h ft F = 1.728 W/mK)
<li>heat flux(W/m^2) 는 열전도율, 온도차에 비례하고 단열체 두께에 반비례한다.
</ol>
<li>위키페디아 https://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_conductivity
<ol>
<li>각종 열전도율 리스트 https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_thermal_conductivities
<ol>
<li>주요 재료
<ol>
<li>Aluminium 237
<li>Alumina 30
<li>Copper(pure) 401
<li>Fiberglass or foam-glass 0.045
<li>Polyurethane foam 0.03
<li>Expanded polystyrene 0.033-0.046
<li>Water 0.5918
<li>Silica aerogel 0.02
<li>Teflon 0.250
</ol>
<li> [[서멀 그리스]] 및 [[서멀 패드]] - 열전도율이 썩 훌륭하지 않다. 그러므로 공기층을 제거하는 것이 사용 목적이다. 두께를 매우 얇게해야 효과가 있다.
<ol>
<li>Thermal grease: 0.4~3.0
<li>Thermal tape: 0.60
</ol>
<li>공기 또는 진공에서
<ol>
<li>전형적인 공기(6월달 북위 30도에서) 해수면, 31도씨에서 0.027
<li>표준 공기에서
<ol>
<li>27'C 0.026
<li>127'C 0.033
<li>227'C 0.0395
<li>727'C 0.0672
<li>927'C 0.0759
<li>1127'C 0.0835
<li>1227'C 0.0870
</ol>
<li>1cm 두께에서
<ol>
<li>대기압, 27'C에서 0.0260
<li>0.001기압 27'C에서 0.0254
<li>0.0001기압 27'C에서 0.0212
<li>10^-5기압 27'C에서 0.0080
<li>10^-6기압 27'C에서 0.0011
<li>10^-7기압 27'C에서 0.000115
</ol>
<li>1mm 두께에서
<ol>
<li>대기압, 27'C에서 0.0260
<li>0.001기압 27'C에서 0.0212
<li>0.0001기압 27'C에서 0.0080
<li>10^-5기압 27'C에서 0.00111
<li>10^-6기압 27'C에서 0.000115
<li>10^-7기압 27'C에서 0.0000116
</ol>
</ol>
</ol>
</ol>
<li>상식
<ol>
<li>보통의 기체 상태에서는 전도;conduction에 비해 이류;advection(대류;convection 또는 와류;turbulence)이 지배적이다.
<li>thermal insulance(단열성능) 은 단열체 두께에 비례하고, 열전도율에 반비례한다. 그러므로 두께가 일정하다면 오직 열전도율에 의존한다.
<ol>
<li>thermal insulance = L/k [Km^2/W]
</ol>
<li>열 이방성
<ol>
<li>모든 방향에서 고온과 접한다면 열 비방성을 고려하지 않는다.
</ol>
<li>기체 상태일 때
<ol>
<li>대류가 없으면 기체는 좋은 절연체이다. 대류를 방해하는 에어포켓 구조이면 훌륭하다. 대표적인 예가 스티로폼, 에어로겔 등이다.
<li>저밀도 가스는 열전도성이 좋다. 상대적으로 고밀도 가스는 열전도율이 낮다. 공기보다 밀도가 높은 아르곤과 크립톤 가스는 이중창에 주입할 수 있다.
<li>Knudsen number(크누센 수)로 판단하는데, 가능한 높을수록 낮은 열전도율을 보인다.
<ol>
<li>Kn=L/d (L: mean free path of gas molecules, d:typical gap size of the space filled by the gas)
<li>L은 뜨거울수록 값이 작아진다. 그러므로 뜨거울수록 열전달이 잘된다.
<li>d가 작을수록 Kn이 커지므로 단열효과가 커진다. 즉, 기포크기를 작게할수록 단열효과는 좋아진다.
</ol>
</ol>
</ol>
</ol>
<li>의견
<ol>
<li>상자 형태: 높이 10cm에 제한 받는다.
<ol>
<li>10cm 정육면체로 만든다. 어차피 같은 10cm 두께로 넓게 만들면 열전달면적이 커지기 때문이다.
</ol>
<li>복사열 문제; Transmittance, effectiveness in transmitting radiant energy
<ol>
<li>낮은 온도에서는 복사열이 매우 미비하다.
<li>1000'C에서는 복사열이 상대적으로 열전달에 많은 영향을 미친다면, 단열재 안쪽에서 [[거울]]이 위치해, 단열재를 뚫고 들어오는 복사열을 반사시켜야 한다.
<li>스테인리스가 1000'C로 달궈졌을 때 방출하는 복사 파장이 선택한 단열재를 얼마큼 통과하느냐를 알아야 한다.
</ol>
<li>상변화물질(Phase Change Material;PCM)로 회로 냉각
<ol>
<li>위키페디아 https://en.wikipedia.org/wiki/Phase-change_material
<li> [[인듐]] 금속의 녹는점은 156.5'C이다.
<ol>
<li>융해열(Heat of fusion, enthalpy of melting): 3.281 kJ/mol, 몰질량: 114.8g/mol
<li>그러므로, 인듐 115g을 사용하여 인듐을 녹이려면 약 3kJ 에너지가 소요된다.
<li>저온 솔더링 금속 재료의 융해열도 비슷하다.
</ol>
<li>파라핀 왁스(C25H52)의 합리적인 온도에서 융해열은 200~220J/g이다. (참고로 물은 333.55J/g)
<ol>
<li>참고: [[자동차 라디에이터용 써모스탯]]에 사용되는 파라핀왁스
</ol>
</ol>
<li>전도 열량
<ol>
<li>에너지(J) = 열량(W)x시간(s) = 열전도율x면적x온도차/단열두께 x 시간
<ol>
<li>열전도율: 0.02 로 가정
<li>면적: 10cm 정육면 모든 방향에서 열전달이 되므로, 면적이 2배 증가된다고 가정하자.(??????)
<li>온도차: 1000도씨 상수
<li>단열두께: 4cm로 상수
<li>시간: 10시간으로 상수
</ol>
<li>투입되는 에너지는 360kJ로 계산된다.
<ol>
<li>단열재를 뚫고 나가는 에너지는 인듐 115g의 융해열의 100배이다.
<li>그러므로 열전도율을 1/100로 줄여야 한다. 0.02에서 0.0002로.
<li>방법은 진공을 유지하는 것 뿐이다.
</ol>
</ol>
<li>온도 측정 회로
<ol>
<li>상변화물질을 많이 넣을수록 유리하므로, 회로는 최소부피로 설계해야 한다.
<li> [[TC]] 센서로 온도를 측정한다.
<ol>
<li>열전달을 최소하기 위해 해당 온도에 견디는(몇 회 사용할 것인가에 따라) 가장 가는 굵기의 TC를 사용한다.
<li>cold juction 온도도 100'C까지 상승할 수 있는 조건에서 설계, 프로그래밍한다.
<li>정확한 온도측정을 보장하기 위해서는, 측정회로 전체를 상온~100'C 사용온도범위에서 온도계수를 측정한 후 프로그램밍하여 보상한다.
<ol>
<li>참고: [[저항온도계수]]
</ol>
</ol>
<li>내장배터리는 [[1차-BR]] 배터리를 사용한다.
<li>[[Flash Memory]]에 온도와 관련된 측정 데이터를 저장하고 적절한 방법으로 외부에서 판독한다.
</ol>
</ol>
</ol>