Hvad er gratis konvektion?

Fri konvektion, også kendt som naturlig konvektion, er et fænomen, der opstår, når en væske eller gas bevæger sig som et resultat af densitetsændringer, der forekommer inde i det, snarere end som svar på en ekstern bevægelseskilde, såsom en ventilator eller turbin.Naturlig konvektion kan ses, overraskende, i naturen, hvor den spiller en rolle i en række forskellige naturlige processer, og det kan også ses i menneskekontrollerede omgivelser, der spænder fra køkkenet til kemi-laboratoriet.Dette adskiller sig fra tvungen konvektion, hvor bevægelse tvinges af bevægelsen af en enhed, såsom en ventilator, som det ses i en konvektionsovn.

Naturlig konvektion forekommer, når væsker bliver ustabile.Et område bliver varmere end resten, mister densitet, og det begynder at stige, hvilket skaber en lille strøm.Når den stiger, overføres varme til den omgivende køligere væske.Strømme og Eddies vises.I et simpelt eksempel på naturlig konvektion, hvis man falder varmt vand farvet med madfarve i en klar glasskål med undyet koldt vand, vil det være muligt at spore bevægelsen af det farvede vand, indtil blandingen stabiliseres og bevægelsen stopper.

Newtons lov om afkøling spiller en kritisk rolle i fri konvektion.Ifølge Newton kan hastigheden for ændringstemperaturmæssigt inden for en væske ses som proportional med forskellen mellem væsken og omgivelserne.Dette påvirker fri konvektion, fordi ændring af temperaturer skaber ustabilitet, hvilket fører til fri konvektion.For eksempel er vejrsystemer stærkt påvirket af bevægelsen af varm og kold luft, der er påvirket af solstråling, kontakt med koldt vand osv.Når vandet bevæger sig mod polerne, afkøles det og bliver tættere og synker mod bunden.I mellemtiden opvarmes vand mod ækvator op og bliver lettere og stiger til overfladen.Dette skaber en række komplekse strømme i hele havet, der genererer kontinuerlig cirkulation, hvilket holder vandet i havet i konstant bevægelse.

Konvektionsteori forklarer også andre naturlige processer, såsom bevægelse af væsker under jordskorpen.Skiftet af væsker under vores fødder spiller en rolle i en række naturlige processer, hvor disse væsker konstant bevæger sig som et resultat af temperaturændringer inde i jorden.Konvektionsstrømme kan også krydse hinanden, som det ses i samspillet mellem havet og vejrsystemerne over og nær havet, som er påvirket af temperaturændringer forårsaget af bevægelsen af havstrømme.