Cos'è la convezione forzata?

La convezione descrive l'effetto del calore dai fluidi in viaggio o dai gas su un oggetto solido.Nella convezione forzata, il flusso del fluido o del gas viene migliorato o creato artificialmente.I ventilatori sono un modo comune per forzare i gas, mentre le pompe sono spesso utilizzate con fluidi.La convezione forzata funziona comunemente più rapidamente della convezione standard.

Un semplice esempio di convezione forzata sarebbe sciogliere un cubo di ghiaccio con acqua calda.Un cubo di ghiaccio si scioglierà naturalmente in una piscina di acqua calda.La convezione naturale comporterebbe l'acqua attorno al cubetto di ghiaccio che diventa più fresco e meno efficiente nello scioglimento del cubo di ghiaccio man mano che il processo avanza.Se l'acqua calda fosse costretta in continuazione al cubetto di ghiaccio, l'acqua non si raffredda e il cubo di ghiaccio si scioglierebbe molto più velocemente.

L'efficienza della convezione del calore è determinata da diversi fattori.Generalmente, maggiore è l'area esposta della superficie da riscaldare, più è difficile riscaldare.Pertanto, il flusso di gas o fluido deve essere regolato di conseguenza.Ciò è spesso realizzato dall'aggiunta di una fonte artificiale per aumentare il flusso dei liquidi o del gas.

Anche la velocità del flusso di convezione è importante.In generale, i flussi più veloci sono più efficienti.Il freddo del vento è un buon esempio di questa efficienza.Una persona in piedi nel vento pesante si raffredderà più velocemente di una in aria stagnante, poiché la pelle calda viene esposta a un volume maggiore di aria fredda in un determinato tempo. La differenza di temperatura influisce anche sulla velocità con cui si verifica la convezione forzata.Le superfici esposte a una corrente di convezione con una temperatura molto più elevata si riscaldano più velocemente.La convezione del calore rallenta mentre l'oggetto si avvicina alla temperatura della corrente.

Fluidi e gas più spessi sono generalmente più efficaci al trasferimento di calore.Questo è problematico, perché molti gas e fluidi più spessi richiedono più forza per mantenere una velocità effettiva in una corrente di convezione.È inoltre presentato attenzione al fatto che il fluido o i gas rimangono mobili mentre si raffreddano.

Sebbene l'obiettivo principale della convezione forzata sia spesso l'oggetto da riscaldare o raffreddare, è importante ricordare che il trasferimento della temperatura va in entrambe le vie.Quando un flusso di convezione sta riscaldando un oggetto, la temperatura inferiore dell'oggetto viene trasferita nel flusso.Determinazione della variazione di temperatura sia nell'oggetto che nel flusso è importante quando si giudica l'efficienza del metodo di convezione forzata. L'analisi del trasferimento di calore è preformato manualmente o dal software.Esistono molte variabili, ma ci sono due indicazioni primarie dell'efficacia di un metodo di conversione forzato.La prima indicazione è l'aumento di temperatura della superficie da riscaldare.La seconda indicazione è la differenza di temperatura del flusso di convezione prima e dopo che è passata sulla superficie.Maggiore è la differenza, più utile è il metodo di convezione.