Klíčový rozdíl mezi přirozenou a nucenou konvekcí je ten, že při přirozené konvekci je pohyb tekutiny ovlivňován přirozenými prostředky, zatímco při nucené konvekci je pohyb tekutin ovlivňován vnějšími prostředky. Rozdíl mezi přirozenou a nucenou konvekcí související s přenosem tepla spočívá v tom, že neexistují žádné vnější faktory ovlivňující přenos tepla při přirozené konvekci, zatímco vnější faktory mohou způsobit přenos tepla při nucené konvekci.
Konvekce je metoda přenosu tepla prostřednictvím hromadného pohybu molekul v tekutině (jako je plyn nebo kapalina). Je ve dvou typech jako přirozená a nucená konvekce podle způsobu iniciace pohybu tekutiny.
Co je přirozená konvekce?
Přirozená konvekce je způsob přenosu tepla, při kterém přirozené prostředky ovlivňují pohyb tekutiny. Neexistuje žádný vliv vnějších faktů. Tento pohyb molekul v tekutině je způsoben rozdíly mezi hustotami různých oblastí stejné tekutiny. Hustota tekutiny se při zahřívání snižuje a naopak. Je to z důvodu tepelné roztažnosti tekutiny (rychlost molekul se zvyšuje se zvyšováním teploty, což má za následek zvětšení objemu tekutiny. I když se objem zvětšuje, hmotnost zůstává konstantní. Proto hustota klesá).
Když ohříváme tekutinu v nádobě od jejího dna, hustota spodní vrstvy tekutiny klesá. Potom má oblast s nižší hustotou tendenci se pohybovat k horní části nádoby. Potom chladicí kapalina v horní části nádoby nahradí spodní oblast. Toto pokračuje, v důsledku toho dochází ke konvekci.
Obrázek 01: Mechanismus přirozené konvekce
Příklady přirozené konvekce zahrnují ochlazení vařeného vejce, když je ponecháno na normálním vzduchu, ztrátu chladu plechovky s vychlazeným nápojem atd. Při zvažování mechanismu přirozené konvekce za prvé, vnější teplota horký předmět (udržovaný ve studeném vzduchu) spadne dolů. Současně s přenosem tepla vzroste teplota vzduchu přilehlého k objektu. Potom se hustota této sousední vrstvy vzduchu snižuje. V důsledku toho vzduch stoupá vzhůru. Tento region nahradí studený vzduch. Poté konvekce pokračuje. Na konci objekt vychladne.
Co je nucená konvekce?
Nucená konvekce je způsob přenosu tepla, při kterém vnější prostředky ovlivňují pohyb tekutiny. Tam jsou pro generování pohybu tekutiny užitečné externí zdroje, jako je čerpání, ventilátory, sací zařízení atd. Tato metoda je velmi cenná, protože dokáže efektivně přenášet teplo z vytápěného předmětu. Mezi běžné příklady tohoto mechanismu patří klimatizace, parní turbíny atd.
Pokud vezmeme v úvahu mechanismus nucené konvekce, má komplikovaný mechanismus než přirozená cesta. To proto, že v této metodě musíme regulovat dva faktory; pohyb tekutiny a vedení tepla. Tyto dva faktory spolu úzce souvisí, protože pohyb tekutiny může zvýšit přenos tepla. Příklad: vyšší rychlost pohybu tekutiny, vyšší přenos tepla.
Jaký je rozdíl mezi přirozenou a nucenou konvekcí?
Přirozená konvekce je způsob přenosu tepla, při kterém je pohyb tekutiny ovlivňován přirozenými prostředky. Nucená konvekce je způsob přenosu tepla, při kterém je pohyb tekutiny ovlivňován vnějšími prostředky. Při zvažování faktorů ovlivňujících přenos tepla neexistují žádné vnější faktory ovlivňující přenos tepla při přirozené konvekci, zatímco vnější faktory mohou způsobit přenos tepla při nucené konvekci.
Pohyb tekutiny v přirozené konvekci vzniká jako výsledek změny hustoty tekutiny při zahřívání. Pohyb tekutiny v nucené konvekci je však generován jako výsledek externího zdroje, jako je pumpování, ventilátor, sací zařízení. Chlazení vařeného vejce, když je ponecháno na normálním vzduchu, ztráta chladu plechovky s vychlazeným nápojem atd. mohou být zahrnuty jako příklady přirozené konvekce, a klimatizace, parní turbíny atd. jsou příklady nucené konvekce.
Shrnutí – přirozená vs nucená konvekce
Konvekce je ve dvou formách jako přirozená konvekce a nucená konvekce. Rozdíl mezi přirozenou a nucenou konvekcí spočívá v tom, že při přirozené konvekci přirozené prostředky ovlivňují pohyb tekutiny, zatímco při nucené konvekci pohyb tekutiny ovlivňují vnější prostředky.
