Konvektion

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 3. maj 2019; checks kræver 22 redigeringer .

Konvektion (fra latin convectiō - "overførsel") er en type varmeoverførsel (varmeoverførsel) , hvor intern energi overføres af stråler og strømme af selve stoffet. Der er en såkaldt naturlig konvektion , som opstår spontant i et stof, når det opvarmes ujævnt i et gravitationsfelt. Ved sådan konvektion opvarmes de nederste lag af stof, bliver lettere og flyder, mens de øverste lag tværtimod afkøles, bliver tungere og synker ned, hvorefter processen gentages igen og igen. Under visse forhold organiserer blandingsprocessen sig selv i strukturen af individuelle hvirvler, og der opnås et mere eller mindre regelmæssigt gitter af konvektionsceller.

Skelne mellem laminær og turbulent konvektion.

Naturlig konvektion skylder mange atmosfæriske fænomener , herunder dannelsen af skyer . Takket være det samme fænomen bevæger tektoniske plader sig . Konvektion er ansvarlig for udseendet af granulat på Solen.

Med tvungen (tvungen) konvektion skyldes bevægelsen af stof påvirkningen af eksterne kræfter (pumpe, ventilatorblade osv.). Det bruges, når naturlig konvektion ikke er effektiv nok.

Konvektion kaldes også overførsel af varme, masse eller elektriske ladninger af et bevægeligt medium.

Typer af konvektion

Naturlig - opvarmning / afkøling af væske, luft i rummet, vand i havet, konstant vind (passatvind, monsun).

Tvunget - blanding af en væske eller gas (med en omrører, ske, pumpe, ventilator).

Typer af konvektion på grund af udseendet af

Termogravitationskonvektion - almindelig, under indflydelse af temperaturforskellen i gravitationsfeltet på grund af Archimedes-kraften
- Benard celler
Termokapillær konvektion - under påvirkning af overfladespænding
Koncentrationskonvektion - under påvirkning af koncentrationsgradienten af det opløste stof ( osmose , se også Marangoni-effekten )
Termomagnetisk konvektion - i magnetiske væsker under påvirkning af et magnetfelt i et gravitationsfelt
Granulær konvektion - i løse inhomogene medier
Termisk spændingskonvektion - under påvirkning af termiske spændinger
Termodynamisk konvektion er overførsel af varme ved en strøm af stof, der opstår i tyngdekraftens felt under ujævn opvarmning af gasformige, flydende eller granulære stoffer.

Matematisk beskrivelse

Den mest populære model til at beskrive konvektion i væsker og gasser er Boussinesq-tilnærmelsen

Se også

Andre metoder til varmeoverførsel

Litteratur

Ostroumov GA Fri termisk konvektion under forhold med et internt problem. Moskva - Leningrad. Gostekhizdat. - 1952.
Landau L. D., Lifshits E. M. Kursus i teoretisk fysik. T. 6. Hydrodynamik - M.: Nauka - 1988. - 736 s. - (§ 56 Fri konvektion).
Gershuni G. Z., Zhukhovitsky E. M. Stabilitet af konvektive strømme. - M.: Nauka. - 1989.
Gershuni G. Z., Zhukhovitsky E. M. Konvektiv stabilitet af en inkompressibel væske. - M.: Nauka. - 1972.
Krigel A. M. Om anvendeligheden af den frie konvektionstilnærmelse til atmosfærisk turbulens // Bulletin fra Leningrad State University. Universitet.- Ser.7.-1991.-Iss.2(14).-S.107-110.
Kriegel AM Problemer med termodynamik af turbulent konvektion. // Journal of Technical Physics.—2016.— 86. —Vol.11.—P.136—139.