Ключевое различие между естественной и вынужденной конвекцией заключается в том, что при естественной конвекции на движение жидкости влияют естественные средства, тогда как при принудительной конвекции на движение жидкостей влияют внешние средства. Разница между естественной и вынужденной конвекцией, связанной с теплопередачей, заключается в том, что нет внешних факторов, влияющих на теплопередачу при естественной конвекции, в то время как внешние факторы могут вызывать теплопередачу при принудительной конвекции.
Конвекция - это метод передачи тепла посредством объемного движения молекул в жидкости (например, в газе или жидкости). По способу инициирования движения жидкости она бывает двух видов: естественная и вынужденная конвекция.
Что такое естественная конвекция?
Естественная конвекция – это метод теплопередачи, при котором естественные средства влияют на движение жидкости. Нет влияния внешних фактов. Это движение молекул в жидкости обусловлено различиями в плотности различных областей одной и той же жидкости. Плотность жидкости уменьшается при нагревании и наоборот. Это происходит из-за теплового расширения жидкости (скорость молекул увеличивается с повышением температуры, что приводит к увеличению объема жидкости. Хотя объем увеличивается, масса остается постоянной. Следовательно, плотность уменьшается).
Когда мы нагреваем жидкость в сосуде снизу, плотность нижнего слоя жидкости уменьшается. Затем область с более низкой плотностью имеет тенденцию перемещаться к верхней части контейнера. Затем более холодная жидкость в верхней части контейнера заменяет нижнюю часть. Так продолжается, в результате происходит конвекция.
Рисунок 01: Механизм естественной конвекции
Примеры естественной конвекции включают охлаждение вареного яйца при хранении на обычном воздухе, потерю охлаждения банки с прохладительным напитком и т. д. При рассмотрении механизма естественной конвекции, во-первых, температура снаружи горячий предмет (находящийся на холодном воздухе) падает вниз. При этом температура воздуха, прилегающего к объекту, будет повышаться за счет теплообмена. Затем плотность этого соседнего слоя воздуха уменьшается. В результате воздух поднимается вверх. Холодный воздух заменит этот регион. Затем конвекция продолжается. В конце концов, объект остынет.
Что такое принудительная конвекция?
Принудительная конвекция – это метод теплопередачи, при котором внешние средства влияют на движение жидкости. Там внешние источники, такие как насосы, вентиляторы, всасывающие устройства и т. д., полезны для создания движения жидкости. Этот метод очень ценен, поскольку позволяет эффективно передавать тепло от нагретого объекта. Некоторые распространенные примеры этого механизма включают кондиционирование воздуха, паровые турбины и т. д.
При рассмотрении механизма принудительной конвекции он имеет более сложный механизм, чем естественный. Это потому, что в этом методе мы должны регулировать два фактора; движение жидкости и теплопроводность. Эти два фактора тесно связаны, поскольку движение жидкости может усиливать теплопередачу. Пример: выше скорость движения жидкости, выше теплопередача.
В чем разница между естественной и принудительной конвекцией?
Естественная конвекция – это метод теплопередачи, при котором на движение жидкости влияют естественные средства. Вынужденная конвекция - это метод теплопередачи, при котором на движение жидкости влияют внешние факторы. При рассмотрении факторов, влияющих на теплообмен, не существует внешних факторов, влияющих на теплообмен при естественной конвекции, в то время как внешние факторы могут вызывать теплообмен при вынужденной конвекции.
Движение жидкости при естественной конвекции возникает в результате изменения плотности жидкости при нагревании. Однако движение жидкости при вынужденной конвекции создается за счет внешнего источника, такого как насосы, вентиляторы, всасывающие устройства. Охлаждение вареного яйца при хранении на обычном воздухе, потеря охлаждения банки с прохладительным напитком и т. д. могут быть включены в качестве примеров естественной конвекции, а кондиционирование воздуха, паровые турбины и т. д. являются примерами принудительной конвекции.
Резюме – Естественная и принудительная конвекция
Конвекция бывает двух видов: естественная конвекция и принудительная конвекция. Разница между естественной и принудительной конвекцией заключается в том, что при естественной конвекции естественные средства влияют на движение жидкости, тогда как при принудительной конвекции внешние средства влияют на движение жидкости.
