Qu'est-ce que le refroidissement par convection?

Le refroidissement par convection est tout transfert de chaleur qui se produit à partir d'un mouvement de liquide.Les liquides et les gaz peuvent présenter un refroidissement par convection, et l'effet peut être naturel ou forcé.Le refroidissement naturel se produit à partir du transfert de chaleur en raison des changements de densité du liquide, comme la montée en puissance de l'air chaud et le naufrage de l'air plus frais.La convection forcée se produit lorsqu'une force externe est ajoutée pour déplacer le liquide, comme un ventilateur en mouvement de l'air ou une cuillère remuant un liquide.

Le transfert de chaleur se produit principalement de la conduction et de la convection.La conduction est un transfert de chaleur à travers tout matériau, sans mouvement du matériau.Un exemple de conduction est une casserole métallique chauffée par une flamme sur un poêle à gaz.La flamme de gaz chauffe le dessous de la casserole et la conduction transférera le feu au reste de la casserole.Lorsque la chaleur est éteinte, la convection refroidira la casserole à mesure que la chaleur transfère et s'élève au-dessus de l'air autour de la casserole.

Le refroidissement naturel de la convection se produit dans l'atmosphère terrestre et les océans.L'air est chauffé par le réchauffement de la terre et monte.À mesure que l'air monte, il refroidit et revient à la surface, créant la circulation mondiale de l'air et les conditions météorologiques.Les courants océaniques transportent de l'eau tiède vers des océans plus frais et des puits d'eau plus frais et se déplacent vers les régions plus chaudes.La lumière du soleil ajoute de l'énergie en réchauffant l'air ou l'eau, et la rotation de la Terre confère une certaine énergie, mais le mouvement est considéré comme naturel plutôt que forcé.

Le refroidissement par convection se produit également à l'intérieur de la terre.Le noyau fondu, chauffé par la décadence d'éléments radioactifs, s'élève vers la croûte extérieure de notre planète.La convection refroidit le matériau au cœur fondu et il remonte lentement au centre.Ce mouvement fait que nos continents se déplacent lentement au-dessus du noyau fondu, un phénomène appelé mouvement de plaque tectonique.

Le refroidissement forcé est courant dans les maisons et les entreprises.Les systèmes de climatisation et de chauffage ont utilisé une convection d'air forcée pour déplacer la chaleur dans ou hors d'un bâtiment.Les ventilateurs à l'intérieur de l'équipement électronique ont utilisé le refroidissement forcé de convection pour déplacer l'air sur des composants électroniques.Les systèmes de réfrigération utilisent des ventilateurs à la fois pour éliminer la chaleur des bobines de condenseur, mais aussi pour refroidir le compresseur et déplacer l'air à l'intérieur du compartiment réfrigéré.

Les ventilateurs de refroidissement ont démontré des effets de convection pendant des siècles.Avec l'invention de l'électricité, les moteurs électriques pourraient être utilisés pour conduire les ventilateurs de table et de plafond.Les ventilateurs de plafond sophistiqués contenant des thermostats pour contrôler automatiquement leurs fonctions sont disponibles depuis la fin du 20e siècle.Tous dépendent du même principe de refroidissement du corps humain en déplaçant l'air à travers la peau.

La convection peut être combinée avec l'évaporation pour améliorer les performances de refroidissement.Les systèmes de refroidissement par évaporation, qui utilisent de l'air forcé passé à travers un coussin d'évaporation humide pour refroidir les espaces intérieurs, sont populaires dans des zones d'humidité très faible.Ces systèmes refroidissent l'espace intérieur en éliminant la chaleur de l'air entrant par évaporation.Le flux d'air résultant est plus frais, mais contient plus d'humidité.Les systèmes évaporatifs ne fonctionnent pas bien dans les zones d'humidité relative plus élevée, car le refroidissement ne se produira pas et l'intérieur peut devenir assez humide.