熱流密度

熱流密度（Heat Flux，Thermal Flux），也稱熱通量，一般用q表示，定義為單位時間內，通過物體單位橫截面積上的熱量。按照國際單位制，時間為s，面積為㎡，熱量取單位為焦耳（J），相應地熱流密度單位為J/(㎡·s)，或W/㎡。

基本介紹

• 中文名：熱流密度
• 外文名：Heat Flux density 
• 別稱：熱通量
• 符號：q
• 單位：J/(㎡·s)

定義

單位時間內通過單位面積傳遞的熱量稱熱流密度。

q=Q/(S*t) ——Q為熱量 t為時間 S為截面面積

熱流密度的單位：J/（㎡·s）

還可換算為：Kcal/(㎡*h)

基準換熱面面積：㎡

單位時間：s

與熱流的關係

熱流密度q=熱流J/S ——S為截面面積

導熱係數關係

材料熱流密度q=λ×(T1-T2)/d

λ--表示材料導熱係數 T1--表示熱表面的溫度 T2--表示冷表面的溫度 d--表示材料厚度（T1-T2)/d為材料溫度梯度

熱流密度是考察器件或設備散熱性能的重要指標。

熱流是單位時間內傳輸的熱量，類似於電流的定義。熱流密度是單位時間單位面積截面傳輸的熱量，單位是W/平方米。q=h·△t 。 h是換熱係數，單位是瓦每平方米每度。A是換熱面積，△t是換熱溫差。

與熱流密度對應的是電流密度，單位為A/㎡，同樣是一個與面積相關的物理量。

溫度和熱傳遞

雖然溫度測量可通用並容易接受，但熱流密度（熱通量）測量常常需要考慮。

溫度是物質的基本屬性之一。此外，由於溫度可以通過人類的感官測定，多數人熟悉其含義。相反，熱流密度（熱通量）是一種不易感測的導出量。然而，只在大多數熱系統中測量溫度是不夠的。

通常，熱能流通方式和位置與溫度的流通方式和位置同等重要，或比溫度的流通方式和位置更重要。

例如，人類皮膚的溫度可顯示人體的舒適程度，但與分散到環境中的能量有少許關係，尤其是在同時發生蒸發的情況下。除了氣溫之外，風冷因素是對流傳熱重要性的另一常見例子。

傳遞示例

熱量的傳遞（轉移）與科研、工農業生產和日常生活息息相關：

1、 針對居住者的最大舒適度加熱和冷卻生存空間的觀點已開始被接受；

2、 通過測量大地熱流，發現各地生態環境以及城市氣候的優劣與區域大地熱流的高低有密切的關係。

（在農業氣象學中為了最佳化作物灌溉——特別是缺水區域——，在描述表面溫度、露的形成或結霜條

件、以及土壤熱平衡的重要部分：熱存儲等的產生方式中，正確地土壤熱流測量是非常重要的。）

3、 許多工業製造過程需要緊密控制材料整個加工過程的溫度，以建立所需的特性和質量控制。（例如，

陶瓷和薄膜中的熱應力控制、電漿沉積、玻璃和金屬的退火、許多材料的熱處理、塑膠纖維紡

絲、薄膜乾燥、電子薄膜和晶體的增加以及雷射表面處理。）

4、 材料的溫度控制需要用已知的控制方式將能量傳遞到固體和液體中，或從固體和液體中傳出。因此，

設備（如乾燥器、熱交換器、鍋爐、冷凝器和熱導管）的合理設計變得至關緊要。（電子、推進力和

發電設備中更高的功率密度恆定驅動器不斷挑戰相關冷卻系統的極限。）

因此，在現代社會材料與過程的熱管理正成為一門高精的學科。在許多系統中最大化或最小化熱能傳遞對於發揮系統最佳性能至關重要。因此，可用於直接感測熱流密度（熱通量）的感測器（儀器）極其重要。

測量儀器

用於測量熱流密度的感測器稱為熱流密度感測器，簡稱熱流感測器。

用於測量熱流密度的儀器稱為熱流密度計（熱通量計），簡稱熱流計。