Konveksiyon Soğutma Nedir?

Konveksiyonla soğutma, bir akışkan hareketinden meydana gelen herhangi bir ısı transferidir. Hem sıvılar hem de gazlar konveksiyonla soğutma gösterebilir ve bu etki doğal veya zorlanabilir. Doğal soğutma, sıcak havanın yükselmesi ve daha soğuk havanın batması gibi sıvının yoğunluğundaki değişikliklerden dolayı meydana gelir. Cebri konveksiyon, fanı hareket ettiren bir hava ya da bir sıvıyı karıştıran bir kaşık gibi akışkanı hareket ettirmek için herhangi bir dış kuvvet eklendiğinde meydana gelir.

Isı transferi öncelikle iletim ve taşınımdan oluşur. İletim, malzemenin hareketi olmadan herhangi bir malzemeden ısı transferidir. İletim örneği, bir gaz ocağındaki alevle ısıtılan metal bir tavadır. Gaz alevi, tavanın altını ısıtır ve iletkenlik, ısıyı tavanın geri kalanına aktaracaktır. Isı kapatıldığında, taşınım tavası ısı transferleri ve tava etrafındaki havaya yükselirken tavayı soğutur.

Doğal konveksiyonla soğutma, Dünya atmosferinde ve okyanuslarda gerçekleşir. Hava toprağın ısınması ile ısıtılır ve yükselir. Hava yükseldikçe, küresel hava sirkülasyonu ve hava düzenleri yaratarak soğur ve yüzeye geri döner. Okyanus akıntıları daha soğuk okyanuslara ılık su taşır ve daha soğuk su batar ve daha sıcak bölgelere taşınır. Güneş ışığı, havayı veya suyu ısıtarak enerji katıyor ve Dünya'nın dönüşü bir miktar enerji veriyor, ancak hareket zorlamak yerine doğal olarak kabul ediliyor.

Konveksiyonla soğutma da Dünya'nın içinde gerçekleşir. Radyoaktif elementlerin çürümesiyle ısıtılan erimiş çekirdek gezegenimizin dış kabuğuna doğru yükselir. Konveksiyon, erimiş çekirdek malzemesini soğutur ve yavaşça merkeze geri hareket eder. Bu hareket kıtalarımızın, tektonik levha hareketi denilen bir olgu olan erimiş göbeğin üstünde yavaşça hareket etmesine neden olur.

Zorla soğutma, evlerde ve iş yerlerinde yaygındır. Klima ve ısıtma sistemleri, bir binanın içine veya dışına ısıyı taşımak için zorla hava konveksiyonunu kullandı. Elektronik ekipmanın içindeki fanlar, havayı elektronik parçalar üzerinde hareket ettirmek için zorlamalı konveksiyon soğutması kullandı. Soğutma sistemleri hem kondenser bobinlerinden ısıyı almak için hem de kompresörü soğutmak ve soğutulmuş bölme içindeki havayı hareket ettirmek için fanları kullanır.

Soğutma fanları yüzyıllarca taşınım etkisi göstermiştir. Elektrik icadıyla, masa üstü ve tavan vantilatörleri çalıştırmak için elektrik motorları kullanılabilir. İşlevlerini otomatik olarak kontrol etmek için termostat içeren sofistike tavan vantilatörleri, 20. yüzyıl sonlarından beri mevcuttur. Bunların hepsi, cildi hava yoluyla hareket ettirerek insan vücudunu soğutma prensibine dayanır.

Konveksiyon, soğutma performansını artırmak için buharlaşma ile birleştirilebilir. Islak bir buharlaştırma pedinden geçen iç mekanları soğutmak için geçen basınçlı havayı kullanan buharlaşmalı soğutma sistemleri, çok düşük nemli alanlarda popülerdir. Bu sistemler buharlaşma yoluyla gelen havadan gelen ısıyı kaldırarak iç mekanı soğutur. Ortaya çıkan hava akımı daha soğuktur, fakat daha fazla nem içerir. Buharlaşma sistemleri yüksek bağıl nemin yüksek olduğu alanlarda iyi çalışmaz, çünkü soğutma gerçekleşmez ve iç kısım oldukça nemli olabilir.