Hva er konvektiv varmeoverføring?

Konvektiv varmeoverføring er overføring av varme gjennom konveksjonsmidler, overføring av varme gjennom fluidbevegelse. Konvektiv varmeoverføring kan skje på en av to hovedmåter: gjennom naturlig konveksjon og gjennom tvungen konveksjon. Disse to metodene for varmeoverføring kjennetegnes ved bruk eller mangel på eksterne innretninger for å flytte det oppvarmede fluidet rundt. I begge tilfeller skjer overføringen av varme av en væske - for eksempel en væske, gass eller en rheid - som strømmer over en fast masse.

Et eksempel på konveksjon er vann som koker i en gryte. Når vannet nær varmekilden blir varmere, spres molekylene fra hverandre. Dette fører til at vannet blir mindre tett og mer flytende. Jo mer flytende vann stiger til toppen av potten og kjøligere vann tar sin plass. Det kjøligere vannet blir deretter oppvarmet av varmekilden, blir mindre tett og stiger til toppen.

Denne prosessen resulterer i en strøm som kalles en konveksjonsstrøm. Når det gjelder vann som koker, blir det mer synlig når noe sånt som makaroni er i gryten - man vil se makaronene bevege seg opp og ned med konveksjonsstrømmen. Kokende vann er et eksempel på naturlig konveksjon. I dette systemet forårsaker ingenting bortsett fra de varierende tetthetene av vannet den konvektive varmeoverføringen. Faktisk fungerer overføring av varme gjennom en naturlig konveksjon fordi oppvarmede væsker generelt har lavere tetthet enn kjøligere væsker.

I motsetning til konvektiv varmeoverføring forårsaket av naturlig konveksjon er varmeoverføring forårsaket av tvungen konveksjon. Tvangskonveksjon skiller seg fra naturlig konveksjon på grunn av bruken av en ekstern mekanisme som beveger væsken rundt. Denne metoden for konvektiv varmeoverføring trenger ikke de varierende tettheter av væsker for å fungere. Noen eksempler på eksterne mekanismer som brukes i tvungen konveksjon er pumper og vifter. Hjertet er et naturlig eksempel på en slik enhet som brukes i tvungen konveksjon.

Sirkulasjonssystemet er en av måtene mennesker og noen dyr regulerer kroppstemperaturen på. Et hjerte er egentlig en pumpe, og blod er en oppvarmet væske. Hjertet pumper den oppvarmede væsken gjennom blodkar og mot huden. Varme tas deretter bort fra kroppen på forskjellige måter. Dette er en av grunnene til at mange ørkener har store ører - blod kan sirkulere gjennom ørene, og avgir varme til miljøet gjennom de forskjellige varmeoverføringsmetodene.