Cos'è il raffreddamento della convezione?
Il raffreddamento della convezione è qualsiasi trasferimento di calore che si verifica da un movimento di fluido.Sia i liquidi che i gas possono presentare un raffreddamento convezione e l'effetto può essere naturale o forzato.Il raffreddamento naturale si verifica dal trasferimento di calore a causa di cambiamenti di densità del fluido, come l'aumento dell'aria calda e l'affondamento dell'aria più fredda.La convezione forzata si verifica quando viene aggiunta qualsiasi forza esterna per spostare il fluido, come una ventola che si muove l'aria o un cucchiaio che mescola un liquido.
Il trasferimento di calore si verifica principalmente dalla conduzione e dalla convezione.La conduzione è un trasferimento di calore attraverso qualsiasi materiale, senza movimento del materiale.Un esempio di conduzione è una padella di metallo riscaldata da una fiamma su una stufa a gas.La fiamma del gas riscalda la parte inferiore della padella e la conduzione trasferirà il calore al resto della padella.Quando il calore viene disattivato, la convezione raffredderà la padella mentre il calore si trasferisce e si alza sopra l'aria attorno alla padella.
Il raffreddamento naturale convezione si verifica nell'atmosfera terrestre e nell'oceano.L'aria è riscaldata dal riscaldamento della terra e aumenta.Man mano che l'aria aumenta, si raffredda e ritorna in superficie, creando una circolazione dell'aria globale e modelli meteorologici.Le correnti oceaniche trasportano acqua calda su oceani più freddi e lavelli d'acqua più freddi e si spostano nelle regioni più calde.La luce solare aggiunge energia riscaldando l'aria o l'acqua e la rotazione della terra conferisce un po 'di energia, ma il movimento è considerato naturale piuttosto che forzato. Il raffreddamento della convezione si verifica anche all'interno della terra.Il nucleo fuso, riscaldato dal decadimento di elementi radioattivi, sorge verso la crosta esterna del nostro pianeta.La convezione raffredda il materiale del nucleo fuso e si sposta lentamente al centro.Questo movimento fa muovere lentamente i nostri continenti sopra il nucleo fuso, un fenomeno chiamato movimento della piastra tettonica.
Il raffreddamento forzato è comune nelle case e nelle aziende.I sistemi di aria condizionata e riscaldamento hanno utilizzato la convezione dell'aria forzata per spostare il calore dentro o fuori da un edificio.I ventilatori all'interno delle apparecchiature elettroniche utilizzate il raffreddamento a convezione forzata per spostare l'aria sui componenti elettronici.I sistemi di refrigerazione utilizzano i ventole per rimuovere il calore dalle bobine del condensatore, ma anche per raffreddare il compressore e spostare l'aria all'interno del vano refrigerato.
Le ventole di raffreddamento hanno dimostrato effetti di convezione per secoli.Con l'invenzione dell'elettricità, i motori elettrici potrebbero essere utilizzati per guidare i ventilatori da tavolo e soffitto.I sofisticati ventilatori a soffitto contenenti termostati per controllare automaticamente le loro funzioni sono disponibili dalla fine del XX secolo.Tutti si basano sullo stesso principio di raffreddamento del corpo umano spostando l'aria attraverso la pelle.
La convezione può essere combinata con l'evaporazione per migliorare le prestazioni di raffreddamento.I sistemi di raffreddamento evaporativo, che utilizzano l'aria forzata passati attraverso un cuscinetto di evaporazione bagnato per raffreddare gli spazi interni, sono popolari in aree con umidità molto bassa.Questi sistemi raffreddano lo spazio interno rimuovendo il calore dall'aria in arrivo attraverso l'evaporazione.Il flusso d'aria risultante è più fresco, ma contiene più umidità.I sistemi evaporativi non funzionano bene in aree di maggiore umidità relativa, perché non si verificherà il raffreddamento e l'interno potrebbe diventare piuttosto umido.