Wat is gedwongen convectie?

Convectie beschrijft het effect van warmte van reizende vloeistoffen of gassen op een vast voorwerp. Bij geforceerde convectie wordt de stroming van de vloeistof of het gas verbeterd of kunstmatig gecreëerd. Ventilatoren zijn een veel voorkomende manier om gassen te persen, terwijl pompen vaak worden gebruikt met vloeistoffen. Geforceerde convectie werkt meestal sneller dan standaard convectie.

Een eenvoudig voorbeeld van geforceerde convectie zou een ijsblokje smelten met warm water. Een ijsblokje smelt op natuurlijke wijze in een stille plas warm water. Natuurlijke convectie zou ertoe leiden dat het water rond het ijsblokje koeler wordt en minder efficiënt bij het smelten van het ijsblokje naarmate het proces vordert. Als warm water continu over het ijsblokje zou worden gedrukt, zou het water niet afkoelen en zou het ijsblokje veel sneller smelten.

De efficiëntie van warmte-convectie wordt bepaald door verschillende factoren. In het algemeen, hoe groter het blootgestelde oppervlak van het te verwarmen oppervlak, hoe moeilijker het is om te verwarmen. Daarom moet de stroom gas of vloeistof dienovereenkomstig worden aangepast. Dit wordt vaak bereikt door de toevoeging van een kunstmatige bron om de vloeistof- of gasstroom te vergroten.

De snelheid van de convectiestroom is ook belangrijk. Over het algemeen zijn snellere streams efficiënter. Gevoelstemperatuur is een goed voorbeeld van deze efficiëntie. Een persoon die in zware wind staat, zal sneller afkoelen dan iemand in stilstaande lucht, omdat de warme huid binnen een bepaalde tijd wordt blootgesteld aan een groter volume koude lucht.

Verschil in temperatuur heeft ook invloed op de snelheid waarmee geforceerde convectie optreedt. Oppervlakken blootgesteld aan een convectiestroom met een veel hogere temperatuur zullen sneller verwarmen. Warmte-convectie vertraagt ​​naarmate het object de temperatuur van de stroom nadert.

Dikkere vloeistoffen en gassen zijn meestal effectiever in warmteoverdracht. Dit is problematisch, omdat veel dikkere gassen en vloeistoffen meer kracht vereisen om de effectieve snelheid in een convectiestroom te handhaven. Zorg er ook voor dat de vloeistof of gassen mobiel blijven als ze afkoelen.

Hoewel de primaire focus van geforceerde convectie vaak het te verwarmen of te koelen object is, is het belangrijk om te onthouden dat de temperatuuroverdracht beide kanten op gaat. Wanneer een convectiestroom een ​​object verwarmt, wordt de lagere temperatuur van het object overgedragen naar de stroom. Het bepalen van de temperatuurverandering in zowel het object als de stroom is belangrijk bij het beoordelen van de efficiëntie van de geforceerde convectiemethode.

De analyse van de warmteoverdracht wordt handmatig of door software uitgevoerd. Er zijn veel variabelen, maar er zijn twee primaire indicaties voor de effectiviteit van een geforceerde conversiemethode. De eerste indicatie is de temperatuurstijging in het te verwarmen oppervlak. De tweede indicatie is het temperatuurverschil van de convectiestroom voordat en nadat deze over het oppervlak is gegaan. Hoe groter het verschil, hoe nuttiger de convectiemethode is.