Qu'est-ce que la convection forcée?
La convection décrit l'effet de la chaleur des fluides ou des gaz itinérants sur un objet solide.En convection forcée, l'écoulement du fluide ou du gaz est amélioré ou créé artificiellement.Les ventilateurs sont un moyen courant de forcer les gaz, tandis que les pompes sont fréquemment utilisées avec des liquides.La convection forcée fonctionne généralement plus rapidement que la convection standard.
Un exemple simple de convection forcée serait de fondre un glaçons avec de l'eau tiède.Un glaçon se fondera naturellement dans une piste encore d'eau tiède.La convection naturelle entraînerait que l'eau autour du glaçon devienne plus cool et moins efficace pour faire fondre le glaçon au fur et à mesure que le processus progresse.Si l'eau tiède était forcée à travers le glaçons en continu, l'eau ne refroidirait pas et le glaçon ferait fondre beaucoup plus rapidement.
L'efficacité de la convection thermique est déterminée par plusieurs facteurs.Généralement, plus la zone exposée de la surface est grande, plus il est difficile de chauffer.Par conséquent, le flux de gaz ou de liquide doit être ajusté en conséquence.Ceci est souvent accompli par l'ajout d'une source artificielle pour augmenter l'écoulement des liquides ou du gaz.
La vitesse du flux de convection est également importante.En général, les flux plus rapides sont plus efficaces.Le refroidissement éolien est un bon exemple de cette efficacité.Une personne debout dans un vent lourd refroidira plus rapidement que celle dans l'air stagnant, car la peau chaude est exposée à un plus grand volume d'air froid dans un délai donné.
La différence de température affecte également la vitesse à laquelle la convection forcée se produit.Les surfaces exposées à un courant de convection avec une température beaucoup plus élevée chaufferont plus rapidement.La convection thermique ralentit à mesure que l'objet s'approche de la température du courant.
Les fluides et les gaz plus épais sont généralement plus efficaces pour le transfert de chaleur.Ceci est problématique, car de nombreux gaz et fluides plus épais nécessitent plus de force pour maintenir une vitesse efficace dans un courant de convection.Il faut également prendre soin que le liquide ou les gaz restent mobiles à mesure qu'ils refroidissent.
Bien que l'objectif principal de la convection forcée soit souvent l'objet à chauffer ou à refroidir, il est important de se rappeler que le transfert de température va dans les deux sens.Lorsqu'un flux de convection chauffe un objet, la température inférieure de l'objet est transférée au flux.Il est important de déterminer le changement de température dans l'objet et le flux lors de la jugement de l'efficacité de la méthode de convection forcée.
L'analyse de transfert de chaleur est préformée soit manuellement, soit par logiciel.Il existe de nombreuses variables, mais il existe deux indications principales de l'efficacité d'une méthode de conversion forcée.La première indication est l'élévation de la température à la surface à chauffer.La deuxième indication est la différence de température du flux de convection avant et après son passage sur la surface.Plus la différence est grande, plus la méthode de convection est utile.