Diferenta cheie dintre convecția naturală și cea forțată este că, în convecția naturală, mișcarea fluidului este influențată prin mijloace naturale, în timp ce, în convecția forțată, mișcarea fluidelor este influențată de mijloace externe. Diferența dintre convecția naturală și cea forțată legată de transferul de căldură este că nu există factori externi care să afecteze transferul de căldură în convecția naturală, în timp ce factorii externi pot provoca transferul de căldură în convecția forțată.
Convecția este o metodă de transfer de căldură prin mișcarea în vrac a moleculelor dintr-un fluid (cum ar fi un gaz sau un lichid). Este în două tipuri ca convecție naturală și forțată în funcție de modul de inițiere a mișcării fluidului.
Ce este convecția naturală?
Convecția naturală este o metodă de transfer de căldură în care mijloacele naturale influențează mișcarea fluidului. Nu există nicio influență din partea faptelor externe. Această mișcare a moleculelor în fluid se datorează diferențelor dintre densitățile diferitelor regiuni ale aceluiași fluid. Densitatea unui fluid scade atunci când se încălzește și invers. Asta din cauza dilatației termice a fluidului (viteza moleculelor crește odată cu creșterea temperaturii, ceea ce are ca rezultat creșterea volumului fluidului. Deși volumul crește, masa rămâne constantă. Prin urmare, densitatea scade).
Când încălzim un fluid dintr-un recipient de la fundul acestuia, densitatea stratului inferior al fluidului scade. Apoi regiunea cu densitate inferioară tinde să se deplaseze în partea de sus a containerului. Apoi, fluidul de răcire din partea de sus a recipientului înlocuiește regiunea inferioară. Aceasta continuă, ca urmare, are loc convecția.
Figura 01: Mecanismul convecției naturale
Exemple de convecție naturală includ răcirea unui ou fiert atunci când este ținut în aer normal, pierderea răcirii unei cutii de băutură rece, etc. Când luăm în considerare mecanismul convecției naturale, în primul rând, temperatura exterioară a unui obiect fierbinte (ținut în aer rece) cade în jos. În același timp, temperatura aerului adiacent obiectului va crește din cauza transferului de căldură. Apoi densitatea acestui strat adiacent de aer scade. Ca urmare, aerul se ridică în sus. Aerul rece va înlocui această regiune. Apoi convecția continuă. În cele din urmă, obiectul se va răci.
Ce este convecția forțată?
Convecția forțată este o metodă de transfer de căldură în care mijloacele externe influențează mișcarea fluidului. Acolo, sursele externe precum pomparea, ventilatoarele, dispozitivele de aspirație etc. sunt utile în generarea mișcării fluidului. Această metodă este foarte valoroasă deoarece poate transfera eficient căldura de la un obiect încălzit. Câteva exemple comune ale acestui mecanism includ aer condiționat, turbine cu abur etc.
Când luăm în considerare mecanismul de convecție forțată, acesta are un mecanism complicat decât cel natural. Asta pentru că, în această metodă, trebuie să reglementăm doi factori; mișcarea fluidului și conducerea căldurii. Acești doi factori au o legătură puternică, deoarece mișcarea fluidului poate îmbunătăți transferul de căldură. De exemplu: viteza de mișcare a fluidului este mai mare, cu atât transferurile de căldură sunt mai mari.
Care este diferența dintre convecția naturală și cea forțată?
Convecția naturală este o metodă de transfer de căldură în care mișcarea fluidului este influențată prin mijloace naturale. Convecția forțată este o metodă de transfer de căldură în care mișcarea fluidului este influențată de mijloace externe. Când luăm în considerare factorii care afectează transferul de căldură, nu există factori externi care să afecteze transferul de căldură în convecția naturală, în timp ce factorii externi pot provoca transferul de căldură în convecția forțată.
Mișcarea fluidului în convecție naturală se generează ca urmare a modificării densității fluidului atunci când este încălzit. Totuși, mișcarea fluidului în convecție forțată se generează ca urmare a unei surse externe precum pomparea, ventilatorul, dispozitivele de aspirație. Răcirea unui ou fiert atunci când este ținut în aer normal, pierderea răcirii unei cutii de băutură rece etc. pot fi incluse ca exemple de convecție naturală, iar aerul condiționat, turbinele cu abur etc. sunt exemple de convecție forțată.
Rezumat – Natural vs convecție forțată
Convecția are două forme ca convecție naturală și convecție forțată. Diferența dintre convecția naturală și convecția forțată este că, în convecția naturală, mijloacele naturale influențează mișcarea fluidului, în timp ce, în convecția forțată, mijloacele externe influențează mișcarea fluidului.
