強制対流とは

対流は、移動する流体または気体からの熱が固体オブジェクトに与える影響を表します。 強制対流では、流体または気体の流れが人工的に強化または作成されます。 ファンはガスを強制する一般的な方法ですが、ポンプは流体で頻繁に使用されます。 強制対流は通常、標準の対流よりも高速に機能します。

強制対流の簡単な例は、氷を温水で溶かすことです。 アイスキューブは、まだ温かい水のプールで自然に溶けます。 自然対流により、角氷の周りの水は冷却され、プロセスが進行するにつれて角氷を溶かす効率が低下します。 温水がアイスキューブに連続的に強制的に流された場合、水は冷却されず、アイスキューブははるかに速く溶けます。

熱対流の効率は、いくつかの要因によって決まります。 一般的に、加熱される表面の露出面積が大きいほど、加熱が難しくなります。 したがって、ガスまたは流体の流れはそれに応じて調整する必要があります。 多くの場合、これは液体または気体の流量を増やすために人工的な供給源を追加することで達成されます。

対流の速度も重要です。 一般に、ストリームが高速であるほど効率的です。 風の寒さは、この効率の良い例です。 強風で立っている人は、特定の時間内に暖かい肌が大量の冷たい空気にさらされているため、停滞した空気の場合よりも速く冷えます。

温度の違いは、強制対流の発生率にも影響します。 はるかに高い温度の対流にさらされる表面は、より速く加熱されます。 物体が電流の温度に近づくと、熱対流が遅くなります。

厚い流体と気体は通常、熱伝達により効果的です。 多くのより厚いガスおよび流体は、対流の有効速度を維持するためにより大きな力を必要とするため、これは問題です。 また、液体または気体が冷えても移動し続けるように注意する必要があります。

強制対流の主な焦点は、加熱または冷却される物体であることが多いですが、温度の伝達は双方向に行われることを覚えておくことが重要です。 対流が物体を加熱しているとき、物体のより低い温度が流れに移動します。 強制対流法の効率を判断するときは、オブジェクトとストリームの両方の温度変化を判断することが重要です。

熱伝達解析は、手動またはソフトウェアによって実行されます。 多くの変数がありますが、強制変換方法の有効性の2つの主要な兆候があります。 最初の兆候は、加熱される表面の温度上昇です。 2番目の指標は、表面を通過する前後の対流の温度差です。 差が大きければ大きいほど、対流法は有用です。