在回轉窯中,任何兩個相互接觸的表面,從亞微觀角度來說總是粗糙的,真正的光滑表面實際上是不存在的。當熱流通過兩相互接觸的表面時,回轉窯工作時,大部分的熱量的傳遞是通過實際接觸面積(即一些離散的點或微小的面積)來 的。而實際接觸面積僅僅是理論接觸的一小部分,由于表面接觸的不完全性而導致熱流線收縮,在交界面產生明顯的溫度降形成的熱阻被稱為接觸熱阻。此時,當熱量從高溫物體通過接觸向低溫物體傳遞時,主要通過以下幾個途徑:
1、大部分熱量以熱傳導的形式從兩固體的真實接觸面進行傳遞;
2、少部分熱流通過間隙介質(空氣或其他介質)以熱傳導、對流換熱、輻射換熱的形式傳遞。
由于間隙介質的導熱系數與固體導熱系數一般相差很大,因此忽略間隙介質的熱傳導、對流換熱以及輻射換熱是合理的,熱量的傳遞主要是以方式傳遞的。
當一定的熱流通過接觸面時,兩接觸面之間出現一個間斷的溫差△t,接觸熱阻r:的定義為接觸處的溫差△t和接觸面上平均熱流密度q之比:rc=△t/q
影響接觸熱阻的因素很多,主要有以下幾個方面:結合部兩種材料的溫度差;接觸材料的特性參數和力學性能;接觸表面形貌特征;接觸壓力;間隙介質性質等。
國內外許多學者對接觸熱阻的研究 是對金屬接觸表面的微觀接觸狀態與形式的研究,并簡化成理想化的單點接觸模型,然后根據熱阻的定義和材料特性、介質特性等進行計算,有助于 回轉窯的熱平衡。現在對接觸熱阻的理論計算模型有:單點圓盤接觸模型、單點圓錐接觸模型和圓錐綜合接觸模型等。他們的研究主要是針對同種接觸材料(如鋁-鋁、鋼-鋼、鑄鐵-鑄鐵等),或相似接觸材料(如鋼-鋁等)在低溫、小壓力的情況下,接觸載荷、介質有無、熱流方向對接觸熱阻的影響,并從材料表面參數、性質及間隙流體性質得出接觸熱阻的半經驗法。但是,絕大多數方法沒有提出針對不同種接觸材料及其接觸表面的溫度變化對接觸熱阻的影響的經驗公式或半經驗公式。