¿Qué es el enfriamiento de la convección?
El enfriamiento de la convección es cualquier transferencia de calor que ocurra a partir de un movimiento de fluido. Tanto los líquidos como los gases pueden exhibir enfriamiento de convección, y el efecto puede ser natural o forzado. El enfriamiento natural se produce a partir de la transferencia de calor debido a los cambios en la densidad del fluido, como el aumento del aire caliente y el hundimiento de aire más frío. La convección forzada ocurre cuando se agrega cualquier fuerza externa para mover el fluido, como un ventilador que se mueve el aire o una cuchara que revuelve un líquido.
La transferencia de calor se produce principalmente de la conducción y la convección. La conducción es una transferencia de calor a través de cualquier material, sin movimiento del material. Un ejemplo de conducción es una sartén de metal calentada por una llama en una estufa de gas. La llama de gas calienta la parte inferior de la sartén, y la conducción transferirá el calor al resto de la sartén. Cuando se apaga el calor, la convección enfriará la sartén a medida que se transfiera el calor y se eleva por encima del aire alrededor de la sartén.
El enfriamiento de la convección natural ocurre en la atmósfera y los océanos de la Tierra. El aire se calienta porEl calentamiento de la tierra y se eleva. A medida que el aire se eleva, se enfría y regresa a la superficie, creando la circulación del aire global y los patrones climáticos. Las corrientes oceánicas llevan agua tibia a océanos más fríos y fregaderos de agua más fríos y se mueven a las regiones más cálidas. La luz solar agrega energía al calentar el aire o el agua, y la rotación de la tierra imparte cierta energía, pero el movimiento se considera natural en lugar de forzado.
El enfriamiento de la convección también ocurre dentro de la tierra. El núcleo fundido, calentado por la descomposición de elementos radiactivos, se eleva hacia la corteza exterior de nuestro planeta. La convección enfría el material del núcleo fundido y lentamente se mueve hacia el centro. Este movimiento hace que nuestros continentes se muevan lentamente sobre el núcleo fundido, un fenómeno llamado movimiento de placa tectónica.
El enfriamiento forzado es común en hogares y negocios. Sistemas de aire acondicionado y calefacción utilizaron la convección del aire forzada para mover el calor dentro o fuerade un edificio. Los ventiladores dentro del equipo electrónico utilizaron enfriamiento de convección forzada para mover el aire sobre los componentes electrónicos. Los sistemas de refrigeración usan ventiladores tanto para eliminar el calor de las bobinas del condensador, pero también para enfriar el compresor y mover aire dentro del compartimento refrigerado.
Los ventiladores de enfriamiento han demostrado efectos de convección durante siglos. Con la invención de la electricidad, los motores eléctricos podrían usarse para conducir ventiladores de mesa y techo. Los ventiladores de techo sofisticados que contienen termostatos para controlar automáticamente sus funciones han estado disponibles desde finales del siglo XX. Todos confían en el mismo principio de enfriar el cuerpo humano moviendo el aire a través de la piel.
La convección se puede combinar con evaporación para mejorar el rendimiento de enfriamiento. Los sistemas de enfriamiento evaporativos, que usan aire forzado que pasan a través de una almohadilla de evaporación húmeda para enfriar espacios interiores, son populares en áreas de muy baja humedad. Estos sistemas enfrían el espacio interior al eliminar el calor del aire entrante thevaporación aproximada. La corriente de aire resultante es más fría, pero contiene más humedad. Los sistemas evaporativos no funcionan bien en áreas de mayor humedad relativa, porque el enfriamiento no ocurrirá y el interior puede volverse bastante húmedo.