Co to jest konwekcyjne przenoszenie ciepła?
Konwekcyjny transfer ciepła to przekazywanie ciepła za pomocą konwekcji, przekazywanie ciepła poprzez ruch płynu. Konwekcyjny transfer ciepła może odbywać się na jeden z dwóch głównych sposobów: poprzez konwekcję naturalną i konwekcję wymuszoną. Te dwie metody wymiany ciepła wyróżniają się zastosowaniem lub brakiem urządzeń zewnętrznych do przemieszczania ogrzanego płynu. W obu przypadkach przekazywanie ciepła następuje przez płyn - taki jak ciecz, gaz lub reid - przepływający przez masę stałą.
Jednym z przykładów konwekcji jest woda gotująca się w garnku. Gdy woda w pobliżu źródła ciepła staje się cieplejsza, cząsteczki rozprzestrzeniają się. To powoduje, że woda staje się mniej gęsta i bardziej wyporna. Bardziej wyporna woda unosi się do szczytu garnka, a zimna woda ma miejsce. Chłodniejsza woda zostanie następnie podgrzana przez źródło ciepła, stanie się mniej gęsta i wzrośnie do góry.
W wyniku tego procesu powstaje prąd zwany prądem konwekcyjnym. W przypadku wrzenia wody staje się ona bardziej widoczna, gdy coś w rodzaju makaronu znajduje się w garnku - zobaczysz makaron poruszający się w górę i w dół z prądem konwekcyjnym. Wrząca woda jest przykładem naturalnej konwekcji. W tym systemie nic oprócz zmieniającej się gęstości wody nie powoduje konwekcyjnego transferu ciepła. W rzeczywistości przenoszenie ciepła przez naturalną konwekcję działa, ponieważ generalnie ogrzane ciecze mają niższą gęstość niż ciecze chłodniejsze.
W przeciwieństwie do konwekcyjnego przenoszenia ciepła spowodowanego konwekcją naturalną, jest to przenoszenie ciepła spowodowane wymuszoną konwekcją. Konwekcja wymuszona różni się od konwekcji naturalnej ze względu na zastosowanie zewnętrznego mechanizmu, który porusza płynem. Ta metoda konwekcyjnego przenoszenia ciepła nie wymaga do pracy różnych gęstości płynów. Niektóre przykłady mechanizmów zewnętrznych stosowanych w wymuszonej konwekcji to pompy i wentylatory. Serce jest naturalnym przykładem takiego urządzenia stosowanego w wymuszonej konwekcji.
Układ krążenia jest jednym ze sposobów regulowania temperatury ciała przez ludzi i niektóre zwierzęta. Serce jest zasadniczo pompą, a krew jest podgrzanym płynem. Serce pompuje podgrzany płyn przez naczynia krwionośne w kierunku skóry. Ciepło jest następnie odbierane z organizmu na różne sposoby. Jest to jeden z powodów, dla których wiele zwierząt pustynnych ma duże uszy - krew jest w stanie krążyć w uszach, oddając swoje ciepło do otoczenia różnymi metodami przenoszenia ciepła.