Pagrindinis skirtumas tarp natūralios ir priverstinės konvekcijos yra tas, kad esant natūraliai konvekcijai skysčio judėjimas yra įtakojamas natūraliomis priemonėmis, o priverstinės konvekcijos atveju skysčių judėjimą veikia išorinės priemonės. Skirtumas tarp natūralios ir priverstinės konvekcijos, susijusios su šilumos perdavimu, yra tas, kad nėra išorinių veiksnių, turinčių įtakos šilumos perdavimui natūralioje konvekcijoje, o išoriniai veiksniai gali sukelti šilumos perdavimą priverstinėje konvekcijoje.
Konvekcija yra šilumos perdavimo būdas, kai molekulės masiškai juda skystyje (pvz., dujose ar skystyje). Ji yra dviejų tipų: natūrali ir priverstinė konvekcija, atsižvelgiant į skysčio judėjimo pradžios būdą.
Kas yra natūrali konvekcija?
Natūrali konvekcija yra šilumos perdavimo būdas, kai natūralios priemonės daro įtaką skysčio judėjimui. Išoriniai faktai įtakos neturi. Tokį molekulių judėjimą skystyje lemia skirtingų to paties skysčio regionų tankių skirtumai. Skysčio tankis mažėja, kai jis įkaista, ir atvirkščiai. Taip yra dėl skysčio šiluminio plėtimosi (kylant temperatūrai didėja molekulių greitis, todėl didėja skysčio tūris. Nors tūris didėja, masė išlieka pastovi. Todėl tankis mažėja).
Kai šildome skystį inde nuo jo dugno, apatinio skysčio sluoksnio tankis mažėja. Tada mažesnio tankio sritis linkusi judėti į konteinerio viršų. Tada indo viršuje esantis aušintuvas pakeičia apatinę sritį. Tai tęsiasi, todėl vyksta konvekcija.
01 pav. Natūralios konvekcijos mechanizmas
Natūralios konvekcijos pavyzdžiai yra virto kiaušinio atvėsinimas, kai jis laikomas normaliame ore, vėsaus gėrimo skardinės vėsinimas ir kt. Kalbant apie natūralios konvekcijos mechanizmą, pirmiausia reikia atsižvelgti į kiaušinio išorės temperatūrą. karštas daiktas (laikomas š altame ore) nukrenta žemyn. Tuo pačiu metu dėl šilumos perdavimo pakils šalia objekto esančio oro temperatūra. Tada šio gretimo oro sluoksnio tankis mažėja. Dėl to oras pakyla aukštyn. Š altas oras pakeis šį regioną. Tada konvekcija tęsiasi. Galiausiai objektas atvės.
Kas yra priverstinė konvekcija?
Priverstinė konvekcija yra šilumos perdavimo būdas, kai išorinės priemonės daro įtaką skysčio judėjimui. Išoriniai š altiniai, tokie kaip siurbimas, ventiliatoriai, siurbimo įtaisai ir kt., yra naudingi generuojant skysčio judėjimą. Šis metodas yra labai vertingas, nes jis gali efektyviai perduoti šilumą iš šildomo objekto. Kai kurie įprasti šio mechanizmo pavyzdžiai: oro kondicionavimas, garo turbinos ir kt.
Atsižvelgiant į priverstinės konvekcijos mechanizmą, jis turi sudėtingesnį mechanizmą nei natūralus būdas. Taip yra todėl, kad taikant šį metodą turime reguliuoti du veiksnius; skysčio judėjimas ir šilumos laidumas. Šie du veiksniai turi tvirtą ryšį, nes skysčio judėjimas gali pagerinti šilumos perdavimą. Pvz.: didesnis skysčio judėjimo greitis, tuo didesnis šilumos perdavimas.
Koks skirtumas tarp natūralios ir priverstinės konvekcijos?
Natūrali konvekcija yra šilumos perdavimo būdas, kai skysčio judėjimas įtakojamas natūraliomis priemonėmis. Priverstinė konvekcija yra šilumos perdavimo būdas, kai skysčio judėjimas įtakojamas išorinėmis priemonėmis. Atsižvelgiant į šilumos perdavimą veikiančius veiksnius, nėra išorinių veiksnių, turinčių įtakos šilumos perdavimui natūralioje konvekcijoje, o išoriniai veiksniai gali sukelti šilumos perdavimą priverstinėje konvekcijoje.
Skysčio judėjimas natūralioje konvekcijoje atsiranda dėl skysčio tankio pasikeitimo kaitinant. Tačiau priverstinės konvekcijos skysčio judėjimas atsiranda dėl išorinio š altinio, pvz., siurbimo, ventiliatoriaus, siurbimo įtaisų. Kaip natūralios konvekcijos pavyzdžius galima įtraukti virto kiaušinio aušinimą, kai jis laikomas normaliame ore, vėsaus gėrimo skardinės vėsinimo praradimą ir kt., o oro kondicionavimas, garų turbinos ir kt. yra priverstinės konvekcijos pavyzdžiai.
Santrauka – natūrali ir priverstinė konvekcija
Konvekcija yra dviejų formų: natūrali konvekcija ir priverstinė konvekcija. Skirtumas tarp natūralios ir priverstinės konvekcijos yra tas, kad natūralios konvekcijos atveju natūralios priemonės įtakoja skysčio judėjimą, o priverstinės konvekcijos atveju išorinės priemonės veikia skysčio judėjimą.
