Vad är gratis konvektion?

Fri konvektion, även känd som naturlig konvektion, är ett fenomen som uppstår när en vätska eller gas rör sig till följd av densitetsförändringar som uppstår i den, snarare än som svar på en extern rörelsekälla som en fläkt eller turbin.Naturlig konvektion kan ses, förvånansvärt, i naturen, där den spelar en roll i ett antal olika naturliga processer, och det kan också ses i mänskliga kontrollerade miljöer, allt från köket till kemi.Detta skiljer sig från tvingad konvektion, i vilken rörelse tvingas av rörelsen av en anordning såsom en fläkt, sett i en konvektionsugn.

Naturlig konvektion inträffar när vätskor blir instabila.Ett område blir varmare än resten, förlorar densiteten, och det börjar stiga och skapar en liten ström.När den stiger överförs värmen till den omgivande kylvätskan.Strömmar och virvlar visas.I ett enkelt exempel på naturlig konvektion, om man tappar varmt vatten färgat med matfärgning i en klar glasskål med oskadat kallt vatten, kommer det att vara möjligt att spåra rörelsen av det färgade vattnet tills blandningen stabiliseras och rörelsen stannar.

Newtons Law of Cooling spelar en avgörande roll i fri konvektion.Enligt Newton kan hastigheten för förändringstemperaturmässigt inom en vätska ses som proportionell mot skillnaden mellan vätskan och omgivningen.Detta påverkar fri konvektion, eftersom förändring av temperaturer skapar instabilitet, vilket leder till fri konvektion.Till exempel påverkas vädersystem starkt av rörelsen av varm och kall luft som påverkas av solstrålning, kontakt med kallt vatten och så vidare. Cirkulationen av världens hav är en direkt följd av fri konvektion.När vatten rör sig mot polerna svalnar det och blir tätare och sjunker mot botten.Samtidigt värms vatten som rör sig mot ekvatorn upp och blir lättare och stiger upp till ytan.Detta skapar en serie komplexa strömmar i hela havet som genererar kontinuerlig cirkulation och håller vattnet i havet i konstant rörelse. Konvektionsteori förklarar också andra naturliga processer, såsom rörelse av vätskor under jordskorpan.Skiftet av vätskor under våra fötter spelar en roll i ett antal naturliga processer, med dessa vätskor som ständigt rör sig till följd av temperaturförändringar i jorden.Konvektionsströmmar kan också korsas med varandra, vilket ses i interaktionen mellan havet och vädersystemen över och nära havet som påverkas av temperaturförändringar orsakade av rörelse av havströmmar.