Co to jest wymuszona konwekcja?

Konwekcja opisuje wpływ ciepła z płynów lub gazów podróżujących na stały obiekt.W wymuszonej konwekcji przepływ płynu lub gazu jest sztucznie wzmocniony lub tworzony.Wentylatory są powszechnym sposobem na wymuszanie gazów, podczas gdy pompy są często stosowane z płynami.Wymuszona konwekcja zwykle działa szybciej niż standardowa konwekcja.

Prostym przykładem wymuszonej konwekcji byłoby stopienie kostki lodu ciepłą wodą.Kostka lodowa stopi się naturalnie w wciąż kałużu ciepłej wody.Naturalna konwekcja spowodowałaby, że wraz z kroku proces ten woda wokół kostki lodu stałaby się chłodniejsza i mniej wydajna w stopieniu kostki lodu.Gdyby ciepła woda była ciągle wymuszana przez kostkę lodu, woda nie chłodziłaby, a kostka lodu stopiłaby się znacznie szybciej.

Wydajność konwekcji cieplnej jest określona przez kilka czynników.Zasadniczo im większy odsłonięty obszar powierzchni do ogrzewania, tym trudniej jest ją ogrzać.Dlatego strumień gazu lub płynu należy odpowiednio dostosować.Często osiąga się to poprzez dodanie sztucznego źródła w celu zwiększenia przepływu cieczy lub gazu.

Ważna jest również prędkość strumienia konwekcyjnego.Ogólnie rzecz biorąc, szybsze strumienie są bardziej wydajne.Chłód wiatru jest dobrym przykładem tej wydajności.Osoba stojąca na ciężkim wietrze chłodzi szybciej niż jeden w stagnacji, ponieważ ciepła skóra jest narażona na większą objętość zimnego powietrza w danym czasie.

Różnica temperatury wpływa również na szybkość, w której występuje wymuszona konwekcja.Powierzchnie narażone na prąd konwekcyjny o znacznie wyższej temperaturze będą się szybciej ogrzewać.Konwekcja cieplna spowalnia, gdy obiekt zbliża się do temperatury prądu.

Grubsze płyny i gazy są zwykle bardziej skuteczne podczas przenoszenia ciepła.Jest to problematyczne, ponieważ wiele grubszych gazów i płynów wymaga większej siły, aby utrzymać skuteczną prędkość w prądu konwekcyjnym.Należy również zachować ostrożność, aby płyn lub gazy pozostają mobilne w miarę chłodzenia.

Chociaż głównym celem wymuszonej konwekcji jest często obiekt do podgrzania lub ochłodzenia, ważne jest, aby pamiętać, że przenoszenie temperatury idzie w obie strony.Gdy strumień konwekcyjny ogrzewa obiekt, niższa temperatura obiektu jest przenoszona do strumienia.Określenie zmiany temperatury zarówno obiektu, jak i strumienia jest ważne przy ocenianiu wydajności metody wymuszonej konwekcji.

Analiza przenoszenia ciepła jest wstępnie wyformowana ręcznie lub przez oprogramowanie.Istnieje wiele zmiennych, ale istnieją dwa podstawowe wskazania skuteczności wymuszonej metody konwersji.Pierwszym wskazaniem jest wzrost temperatury na powierzchni do ogrzewania.Drugim wskazaniem jest różnica temperatury strumienia konwekcyjnego przed i po przejściu przez powierzchnię.Im większa różnica, tym bardziej przydatna jest metoda konwekcji.