Nøgleforskellen mellem naturlig og tvungen konvektion er, at i naturlig konvektion påvirkes væskens bevægelse af naturlige midler, hvorimod bevægelsen af væsker ved tvungen konvektion påvirkes af eksterne midler. Forskellen mellem naturlig og tvungen konvektion relateret til varmeoverførsel er, at der ikke er nogen eksterne faktorer, der påvirker varmeoverførslen i naturlig konvektion, mens eksterne faktorer kan forårsage varmeoverførsel ved tvungen konvektion.
Konvektion er en metode til varmeoverførsel via bulkbevægelse af molekylerne i en væske (såsom en gas eller en væske). Det er i to typer som naturlig og tvungen konvektion i henhold til den måde, hvorpå væskens bevægelse initieres.
Hvad er naturlig konvektion?
Naturlig konvektion er en metode til varmeoverførsel, hvor naturlige midler påvirker væskens bevægelse. Der er ingen indflydelse fra eksterne fakta. Denne bevægelse af molekyler i væsken skyldes forskellene mellem tætheder af forskellige områder af den samme væske. Væskens massefylde falder, når den opvarmes og omvendt. Det er på grund af væskens termiske udvidelse (molekylernes hastighed stiger med temperaturstigningen, hvilket resulterer i stigningen i væskens volumen. Selvom volumenet stiger, forbliver massen konstant. Derfor falder massefylden).
Når vi opvarmer en væske i en beholder fra dens bund, falder tætheden af væskens bundlag. Derefter har området med lavere tæthed en tendens til at bevæge sig til toppen af beholderen. Så erstatter kølevæsken i toppen af beholderen det nederste område. Dette fortsætter, som følge heraf opstår konvektion.
Figur 01: Mekanisme for naturlig konvektion
Eksempler på naturlig konvektion omfatter nedkøling af et kogt æg, når det opbevares i den normale luft, tab af kølig drikkedåse osv. Når man overvejer mekanismen for naturlig konvektion, for det første, temperaturen på ydersiden af en varm genstand (opbevares i kold luft) falder ned. Samtidig vil temperaturen på luften, der støder op til objektet, stige på grund af varmeoverførsel. Derefter falder tætheden af dette tilstødende luftlag. Som et resultat stiger luften opad. Kold luft vil erstatte denne region. Så fortsætter konvektionen. I sidste ende vil objektet køle af.
Hvad er tvungen konvektion?
Tvungen konvektion er en metode til varmeoverførsel, hvor eksterne midler påvirker væskens bevægelse. Der er eksterne kilder såsom pumpning, ventilatorer, sugeanordninger osv. nyttige til at generere væskebevægelsen. Denne metode er meget værdifuld, fordi den effektivt kan overføre varme fra en opvarmet genstand. Nogle almindelige eksempler på denne mekanisme omfatter aircondition, dampturbiner osv.
Når man overvejer mekanismen med tvungen konvektion, har den en kompliceret mekanisme end den naturlige måde. Det er fordi vi i denne metode skal regulere to faktorer; væskebevægelse og varmeledning. Disse to faktorer har en stærk sammenhæng, da væskebevægelsen kan forbedre varmeoverførslen. Eksempel: højere bevægelseshastighed af væsken, højere varmeoverførsler.
Hvad er forskellen mellem naturlig og tvungen konvektion?
Naturlig konvektion er en metode til varmeoverførsel, hvor væskens bevægelse påvirkes af naturlige midler. Tvunget konvektion er en metode til varmeoverførsel, hvor væskens bevægelse påvirkes af eksterne midler. Når man overvejer de faktorer, der påvirker varmeoverførslen, er der ingen eksterne faktorer, der påvirker varmeoverførslen i naturlig konvektion, mens eksterne faktorer kan forårsage varmeoverførsel ved tvungen konvektion.
Væskebevægelsen i naturlig konvektion genereres som et resultat af ændringen i væskens tæthed ved opvarmning. Væskebevægelsen i tvungen konvektion genereres imidlertid som et resultat af en ekstern kilde, såsom pumpning, ventilator, sugeanordninger. Nedkøling af et kogt æg, når det holdes i den normale luft, tab af kølig drikkedunk osv. kan inkluderes som eksempler på naturlig konvektion, og aircondition, dampturbiner osv. er eksempler på tvungen konvektion.
Opsummering – Naturlig vs tvungen konvektion
Konvektion er i to former som naturlig konvektion og tvungen konvektion. Forskellen mellem naturlig og tvungen konvektion er, at i naturlig konvektion påvirker de naturlige midler væskens bevægelse, mens ydre midler ved tvungen konvektion påvirker væskens bevægelse.
