Явление конвекции и примеры конвекции

Если приблизить руку к включенной электролампе или поместить ладонь над горячей плитой, можно почувствовать движение теплых потоков воздуха. Тот же эффект можно наблюдать при колебании листа бумаги, помещенного над открытым пламенем. Оба эффекта объясняются конвекцией.

Что представляет собой?

В основе явления конвекции лежит расширение более холодного вещества при соприкосновении с горячими массами. В таких обстоятельствах нагреваемое вещество теряет плотность и становится легче по сравнению с окружающим его холодным пространством. Наиболее точно данная характеристика явления соответствует перемещению тепловых потоков при нагревании воды.

Движение молекул в противоположных направлениях под воздействием нагревания – это именно то, на чем основывается конвекция. Излучение, теплопроводность выступают схожими процессами, однако касаются прежде всего передачи тепловой энергии в твердых телах.

Яркие примеры конвекции – перемещение теплого воздуха в середине помещения с отопительными приборами, когда нагретые потоки движутся под потолок, а холодный воздух опускается к самой поверхности пола. Именно поэтому при включенном отоплении вверху комнаты воздух заметно теплее по сравнению с нижней частью помещения.

Закон Архимеда и тепловое расширение физических тел

Чтобы понять, что представляет собой естественная конвекция, достаточно рассмотреть процесс на примере действия закона Архимеда и явления расширения тел под воздействием теплового излучения. Так, согласно закону, повышение температуры обязательно приводит к увеличению объемов жидкости. Нагреваемая снизу жидкость в емкостях поднимается выше, а влага большей плотности, соответственно, перемещается ниже. В случае нагрева сверху более и менее плотные жидкости останутся на своих местах, в таком случае явления не произойдет.

Возникновение понятия

Впервые термин «конвекция» был предложен английским ученым Вильямом Прутом еще в 1834 году. Использовался он для описания перемещения тепловых масс в нагретых, движущихся жидкостях.

Первые теоретические исследования явления конвекции стартовали лишь в 1916 году. В ходе экспериментов было установлено, что переход от диффузии к конвекции в подогреваемых снизу жидкостях возникает при достижении некоторых критических температурных значений. Позже это значение получило определение «число Роэля». Оно было так названо в честь исследователя, занимавшегося его изучением. Результаты опытов позволили дать объяснение перемещению тепловых потоков под влиянием сил Архимеда.

Виды конвекции

Существует несколько видов описываемого нами явления – естественная и вынужденная конвекция. Пример перемещения потоков горячего и холодного воздуха в середине помещения как нельзя лучше характеризует процесс естественной конвекции. Что касается вынужденной, то ее можно наблюдать при перемешивании жидкости ложкой, насосом или мешалкой.

Конвекция невозможна при нагревании твердых тел. Всему виной достаточно сильное взаимное притяжение при колебании их твердых частиц. В результате нагрева тел твердой структуры не возникают конвекция, излучение. Теплопроводность заменяет указанные явления в таких телах и способствует передаче тепловой энергии.

Отдельным видом выступает так называемая капиллярная конвекция. Происходит процесс при перепадах температуры во время движения жидкости по трубам. В естественных условиях значение такой конвекции наряду с естественной и вынужденной крайне несущественно. Однако в космической технике капиллярная конвекция, излучение и теплопроводность материалов становятся весьма значимыми факторами. Даже самые слабые конвективные движения в условиях невесомости приводят к затруднению реализации некоторых технических задач.

Конвекция в слоях земной коры

Процессы конвекции неразрывно связаны с естественным образованием газообразных веществ в толще земной коры. Рассматривать земной шар можно как сферу, состоящую из нескольких концентрических слоев. В самом центре располагается массивное горячее ядро, которое представляет собой жидкую массу высокой плотности с содержанием железа, никеля, а также прочих металлов.

Окружающими слоями для земного ядра выступают литосфера и полужидкая мантия. Верхний слой земного шара представляет собой непосредственно земную кору. Литосфера сформирована из отдельных плит, которые находятся в свободном движении, перемещаясь по поверхности жидкой мантии. В ходе неравномерного нагревания различных участков мантии и горных пород, которые отличаются разным составом и плотностью, происходит образование конвективных потоков. Именно под воздействием таких потоков возникает естественное преобразование ложа океанов и перемещение несущих континентов.

Отличия конвекции от теплопроводности

Под теплопроводностью следует понимать способность физических тел к передаче тепла посредством движения атомных и молекулярных соединений. Металлы выступают отличными проводниками тепла, так как их молекулы находятся в неразрывном контакте друг с другом. Напротив, газообразные и летучие вещества выступают плохими проводниками тепла.

Как происходит конвекция? Физика процесса основывается на переносе тепла за счет свободного движения массы молекул веществ. В свою очередь, теплопроводность заключается исключительно в передаче энергии между составляющими частицами физического тела. Однако и тот, и другой процесс невозможен без наличия частиц вещества.

Примеры явления

Наиболее простым и доступным для понимания примером конвекции может послужить процесс работы обыкновенного холодильника. Циркуляция охлажденного газа фреона по трубам холодильной камеры приводит к снижению температуры верхних пластов воздуха. Соответственно, замещаясь более теплыми потоками, холодные опускаются вниз, охлаждая, таким образом, продукты.

Расположенная на тыльной панели холодильника решетка играет роль элемента, способствующего отводу теплого воздуха, образованного в компрессоре агрегата во время сжатия газа. Охлаждение решетки также основывается на конвективных механизмах. Именно по этой причине не рекомендуется загромождать пространство позади холодильника. Ведь только в таком случае охлаждение может происходить без затруднений.

Другие примеры конвекции можно заметить, наблюдая за таким природным явлением, как движение ветра. Нагреваясь над засушливыми континентами и охлаждаясь над местностью с более суровыми условиями, потоки воздуха начинают вытеснять друг друга, что приводит к их движению, а также перемещению влаги и энергии.

На конвекции завязана возможность парения птиц и планеров. Менее плотные и более теплые воздушные массы при неравномерном нагревании у поверхности Земли приводят к образованию восходящих потоков, что способствует процессу парения. Для преодоления максимальных расстояний без затраты сил и энергии птицам требуется умение находить подобные потоки.

Хорошие примеры конвекции – образование дыма в дымоходах и вулканических кратерах. Перемещение дыма вверх основано на его более высокой температуре и низкой плотности по сравнению с окружающей средой. При остывании дым постепенно оседает в нижние слои атмосферы. Именно по этой причине промышленные трубы, посредством которых происходит выброс вредных веществ в атмосферу, делают максимально высокими.

Наиболее распространенные примеры конвекции в природе и технике

Среди наиболее простых, доступных для понимания примеров, которые можно наблюдать в природе, быту и технике, следует выделить:

• движение воздушных потоков во время работы бытовых батарей отопления;
• образование и движение облаков;
• процесс движения ветра, муссонов и бризов;
• смещение тектонических земных плит;
• процессы, которые приводят к свободному газообразованию.

Приготовление пищи

Все чаще явление конвекции реализуется в современных бытовых приборах, в частности в духовых шкафах. Газовый шкаф с конвекцией позволяет готовить разные блюда одновременно на отдельных уровнях при различной температуре. При этом полностью исключается смешение вкусов и запахов.

Нагрев воздуха в традиционном духовом шкафу основывается на работе единственной горелки, что приводит к неравномерному распределению тепла. За счет целенаправленного перемещения горячих потоков воздуха при помощи специализированного вентилятора блюда в конвекционном духовом шкафу получаются более сочными, лучше пропекаются. Такие устройства быстрее нагреваются, что позволяет уменьшить время, требуемое на приготовление пищи.

Естественно, для хозяек, которые готовят в духовом шкафу всего лишь несколько раз в год, бытовой прибор с функцией конвекции нельзя назвать техникой первой необходимости. Однако для тех, кто не может жить без кулинарных экспериментов, такое устройство станет просто незаменимым на кухне.

Надеемся, представленный материал оказался полезным для вас. Всего доброго!

fb.ru

Конвекция — это, что такое, какие, определение, значение, доклад, реферат, конспект, сообщение, вики — WikiWhat

Конвекция в жидкости

Подогрев жидкости (рис. 58, а) приводит к тому, что она расширяется и более лёгкая жидкость поднимается, образуя конвекционную струю. На рисунке стрелками показано движение струй жидкости.

Конвекция газов

В газах образуется не струя, а пузырь (рис. 58, б), в котором температура выше, чем в окружающей среде. Размер пузыря зависит от физических условий. Например, в конвективной зоне Солнца его диаметр достигает 700—800 км. Нагретый воздух легче и поднимается под действием силы Архимеда. При подъ­ёме давление в окружающей среде уменьшается и пузырь рас­ширяется. Поскольку теплопроводность газа мала, пузырь рас­ширяется адиабатически, и температура в нем падает.

Адиабатический гра­диент

Если проследить за отдельным пузырём и фиксировать изменение температуры в нем в зависимости от положения пузыря, то обнаружится, что определённый таким образом градиент тем­пературы имеет строго определённое значение в зависимости от физических условий (температуры, плотности химического состава вещества) — значение, называемое адиабатическим гра­диентом.

Если градиент температуры окружающего газа больше ади­абатического, то по мере подъёма газ в пузыре остаётся более горячим, чем окружающий газ, и пузырь продолжает подни­маться. Если же температура окружающей среды падает мед­ленно (градиент температуры меньше адиабатического), то пу­зырь быстро сливается с окружающим газом, и конвекция не возникает. При развитой конвекции значение градиента тем­пературы только на малую величину превышает адиабатиче­ский градиент. Пузырь в процессе движения разрушается, пе­редавая свою энергию окружающей среде.

Примеры конвекции

Каждый из нас встречался с конвекцией достаточно часто. Ниже приведено несколько примеров. Материал с сайта http://wikiwhat.ru

Посмотрите на закипающую, но ещё не закипевшую воду в кастрюле. Движение воды в ней и есть конвекция в жидкости. Труднее увидеть конвекцию в газах, но и это возможно. В жаркий летний день Солнце на­гревает почву, которая, в свою очередь, нагревает воздух. Гра­диент температуры в воздухе достаточно большой, и пузырь, оторвавшись, поднимается вверх. Его не видно, но когда тем­пература в пузыре падает до точки росы, начинается конден­сация воды и появляется облако. Астроному известно прояв­ление конвекции на Солнце — это грануляция. Каждая гранула представляет собой горячий пузырь, вернее его верхнюю часть, выходящую на поверхность Солнца.

Картинки (фото, рисунки)

• Рис. 58. Конвекция (а — в жидкости; б — в газе)

На этой странице материал по темам:

• Конспект по теме конвекция в краце

• Какую конвекцию имеют жикости

• Конвектора эта характеристики

• Пример конвекции

• Что называют конвекцией

wikiwhat.ru

Конвекция

Конвекция — это один из способов теплопередачи, при котором энергия переносится струями жидкостей или газов. Наглядный пример конвекции — это ощущение тепла, электрической лампочки (не касаясь её), ощущение горячих струй воздуха, исходящих от раскаленного на солнце песка. Также, примерами конвекции могут являться дым, исходящий из печной трубы, облака и туман. Все эти явления происходят по причине неравномерного нагрева газов или жидкостей. Теплые слои стремятся переместиться выше, а холодные — напротив, опускаются. Мы уже знаем, что при нагревании тела расширяются, а значит, уменьшается их плотность. Теплый воздух стремится вверх, т.к. сила Архимеда, выталкивающая его из холодного воздуха, становится больше силы тяжести. Не следует путать это с теплопроводностью: теплый воздух

сам поднимается, а не нагревает слои воздуха, которые выше. Таким образом, потоки теплого воздуха осуществляют перенос энергии.

Существует естественная и вынужденная конвекция. Примером естественной конвекции может быть равномерное нагревание или охлаждение жидкостей или газов. Скажем, вода в чайнике, постоянно циркулирует из-за того, что сначала нагреваются нижние слои воды. Эти нагретые слои вытесняются верхними холодными слоями, которые опускаются на дно и, в свою очередь нагреваются от источника тепла. Через какое-то время, температура нижних слоёв снова превысит температуру верхних, в результате чего, верхние слои вновь опустятся вниз. Подобный процесс происходит и с воздухом. Самый очевидный пример естественной конвекции в природе — это ветер.

Хорошо известно, что в разных областях Земли разный климат и, соответственно, неравномерно нагретый воздух. Более нагретый воздух в одной области вытесняется менее нагретым воздухом из другой области. Поскольку речь идёт о перемещении огромных масс воздуха на существенное расстояние, то сильные ветра — неудивительное явление.

Примером вынужденной конвекции в быту является, например, использование вентилятора или кондиционера, который перемешивают воздух. Также перемешивание какой-либо неравномерно нагретой жидкости — это вынужденная конвекция, т.к. потоки возникают не из-за разности температуры, а из-за механического перемещения частиц.

Исходя из объяснения процесса, можно сделать вывод, что для стимуляции конвекции нужно нагревать жидкости или газы снизу или же остужать их сверху. Ведь если их нагреть сверху или остудить снизу, все слои так и останутся на своем месте, и никакой циркуляции не произойдёт. Как раз поэтому, батареи устанавливаются поближе к полу, а кондиционеры — поближе к потолку.

Батарея нагревает нижние слои воздуха в комнате, которые всплывают вверх, а более холодные оседают, после чего тоже нагреваются батареей. Также происходит и с охлаждением: кондиционер охлаждает верхние слои воздуха, из-за чего те опускаются вниз, а их место занимают более теплые слои, после чего тоже охлаждаются.

Заметим ещё один важный пункт. Конвекция не может происходить в твердых телах, потому что, как мы уже знаем, в твердых телах частицы не перемещаются, а только колеблются.

videouroki.net

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О КОНВЕКЦИИ

ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ТЕОРИЯ И ЕЕ ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ЧИСЛОВЫЕ ПРИМЕРЫ

Сущность теплопередачи конвекцией уже была кратко объяс­нена на стр. 20. Теплопередача этого вида всегда связана с пере­мещением микрообъемов теплопередающего вещества, которые поочередно приходят в соприкосновение с поверхностью нагрева или охлаждения. В зависимости от того, является ли это движе­ние микрообъемов вынужденным (при внешнем перепаде давле­ний) или свободным (вызванным только действием подъемной силы), различают вынужденную и свободную конвекцию. Наряду с передачей тепла конвективными потоками всегда существует передача тепла теплопроводностью. Однако почти все газы и большинство жидкостей проводят тепло так плохо, что количество его, передаваемое теплопроводностью, исчезающе мало по срав­нению с количеством, переносимым конвекцией. |

Примером может служить известный опыт с пробиркой, напол­ненной водой, на дне которой лежит кусочек льда. Если нагревать пробирку сверху, то можно заставить воду в верхней части про­бирки кипеть длительное время, тогда как на дне ее лед еще не растаял. Причина заключается в том, что горячая вода вследствие „.своего меньшего удельного веса спокойно остается наверху. Поэ­тому тепло на дно пробирки может передаваться лишь путем теп­лопроводности согласно закону Фурье [уравнение (2, а)], а этого тепла не достаточно, чтобы быстро расплавить лед. Картина бу­дет совершенно иной, если пробирку нагревать снизу, причем ку­сок льда может находиться в любом месте, например в верхней части пробирки. В этом случае нагретая вода тотчас же подни­мется кверху и перенесет тепло конвекцией к куску льда, который быстро плавится. Такого же результата можно достичь и в пер­вом опыте, если пробирку встряхивать. В этом случае свободная конвекция, наступающая при нагревании снизу, заменяется вы­нужденной конвекцией.

Другим примером малой роли теплопроводности по сравнению с конвекцией могут служить приборы комнатного отопления, ко­торые нельзя располагать под потолком, а лишь около пола, что­бы обеспечить появление конвективных потоков. Однако при рас-

Смотрении передачи тепла конвекцией нельзя совершенно прене­брегать теплопроводностью. По теории Л. Прандтля в любом по­токе в непосредственной близости от ограничивающих поверхно­стей возникает тонкий «пограничный слой», который находится в более или менее спокойном состоянии или во всяком случае в состоянии ламинарного движения. Через этот пограничный слой тепло передается только теплопроводностью и лишь после него— конвекцией. Но, так как речь идет об очень тонком слое, доста­точно, согласно уравнению (2а), очень маленькой разницы тем­ператур, чтобы тепло прошло через этот пограничный слой.

Физическая разница между теплопередачей теплопроводно­стью и конвекцией состоит главным образом в величине частиц теплоносителя. По кинетической теории тепла теплопроводность состоит в передаче энергии колебаний от более быстрых, следова­тельно, колеблющихся сильнее молекул молекулам, колеблющим­ся менее интенсивно; кроме того, в газах и жидкостях играет роль материальный обмен молекулами между соседними слоями, в которых молекулы движутся с различными скоростями. (Ана­логичную роль играют электроны в электрических проводниках при теплопроводности). Теплопередача конвекцией представля­ет собой материальный обмен микрообъемами веществ с различ­ной температурой. Поэтому с известными ограничениями можно оказать, что теплопроводность является микроскопическим, а кон­векция — сходным макроскопическим процессом.

РАСЧЕТ РЕГЕНЕРАТОРОВ

Предположим, что с помощью регенератора необходимо подо­греть воздух в количестве Vв = 13000 нм3/час, температура кото­рого на входе составляет $в1 = 100° С, до температуры на выхо­де 8^2 = 1000°. …

Прямоточные и противоточные рекуператоры

Дан рекуператор, диаметр воздушных каналов которого йв = = 0,08 ж, а газовых — с1г =0,1 м. Каналы разделены шамотной стенкой толщиной 3 см. Через рекуператор за час проходит отхо­дящий …

РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННИКОВ ВОДОПОДОГРЕВАТЕЛЬ

Точный метод. Водоподогреватель состоит из вертикальных стальных труб диам. в свету 30 мм и толщиной стенки 3 мм. Дли­на труб 2 м: снаружи их обогревают насыщенным паром 10,2 ата, что …

msd.com.ua

Конвекция — ТеплоВики — энциклопедия отопления

Материал из ТеплоВики — энциклопедия отоплении

Конвекция (от лат. convectio — принесение, доставка), перенос теплоты в жидкостях, газах или сыпучих средах потоками вещества. Различают естественную, или свободную, и вынужденную.

Описание процеса

Конвекция широко распространена в природе: в нижнем слое земной атмосферы, морях и океанах, в недрах Земли, на Солнце (в слое до глубины ~20-30% радиуса Солнца от его поверхности) и т.д. С помощью конвекции осуществляют охлаждение или нагревание жидкостей и газов в различных технических устройствах.

При подводе тепла к жидкости или газу увеличивается интенсивность движения молекул, а вследствие этого повышается давление. Если жидкость или газ не ограничены в объеме, то они расширяются; локальная плотность жидкости (газа) становится меньше, и благодаря выталкивающим (архимедовым) силам нагретая часть среды движется вверх (именно поэтому теплый воздух в комнате поднимается от батарей к потолку). Данное явление называется конвекцией. Чтобы не расходовать тепло отопительной системы впустую, нужно пользоваться современными обогревателями, обеспечивающими принудительную циркуляцию воздуха.

Конвективный тепловой поток от нагревателя к нагреваемой среде зависит от начальной скорости движения молекул, плотности, вязкости, теплопроводности и теплоемкости и среды; очень важны также размер и форма нагревателя. Соотношение между соответствующими величинами подчиняется закону Ньютона

q = hA (T_W — T₈),

где q — тепловой поток (измеряемый в ваттах), A — площадь поверхности источника тепла (в м²), T_W и T₈ — температуры источника и его окружения (в кельвинах). Коэффициент конвективного теплопереноса h зависит от свойств среды, начальной скорости ее молекул, а также от формы источника тепла, и измеряется в единицах Вт/(м²·К).

Величина h неодинакова для случаев, когда воздух вокруг нагревателя неподвижен (свободная конвекция) и когда тот же нагреватель находится в воздушном потоке (вынужденная конвекция). В простых случаях течения жидкости по трубе или обтекания плоской поверхности коэффициент h можно рассчитать теоретически. Однако найти аналитическое решение задачи о конвекции для турбулентного течения среды пока не удается. Турбулентность — это сложное движение жидкости (газа), хаотичное в масштабах, существенно превышающих молекулярные.

Если нагретое (или, наоборот, холодное) тело поместить в неподвижную среду или в поток, то вокруг него образуются конвективные токи и пограничный слой. Температура, давление и скорость движения молекул в этом слое играют важную роль при определении коэффициента конвективного теплопереноса.

Конвекцию необходимо учитывать при проектировании теплообменников, систем кондиционирования воздуха, высокоскоростных летательных аппаратов и многих других устройств. Во всех подобных системах одновременно с конвекцией имеет место теплопроводность, причем как между твердыми телами, так и в окружающей их среде. При повышенных температурах существенную роль может играть и лучистый теплообмен.

Естественная конвекция

Естественная конвекция возникает при неравномерном нагреве (нагреве снизу) текучих или сыпучих веществ, находящихся в поле силы тяжести (или в системе, движущейся с ускорением). Вещество, нагретое сильнее, имеет меньшую плотность и под действием архимедовой силы FA перемещается относительно менее нагретого вещества. Сила FA = Dr·V (Dr — разность плотностей нагретого вещества и окружающей среды, V — объём нагретого вещества). Направление силы FA, а следовательно, и конвекция для нагретых объёмов вещества противоположно направлению силы тяжести. Конвекция (приводит к выравниванию температуры вещества. При стационарном подводе теплоты к веществу в нём возникают стационарные конвекционные потоки, переносящие теплоту от более нагретых слоев к менее нагретым. С уменьшением разности температур между слоями интенсивность конвекции падает. При высоких значениях теплопроводности и вязкости среды конвекция также оказывается ослабленной. На конвекции ионизованного газа (например, солнечной плазмы) существенно влияет магнитное поле и состояние газа (степень его ионизации и т.д.). В условиях невесомости естественная конвекция невозможна.

Принудительная конвекция

При вынужденной конвекция перемещение вещества происходит главным образом под воздействием какого-либо устройства (насоса, мешалки и т.п.). Интенсивность переноса теплоты здесь зависит не только от перечисленных выше факторов, но и от скорости вынужденного движения вещества.

ru.teplowiki.org

Способы конвекция — Справочник химика 21

    Форма фронта кристаллизации определяется соотношением осевого и радиального градиентов температуры, которые зависят от тепло- и массопереноса в расплаве и над ним. Перенос теплоты в расплаве при выращивании кристаллов методом Чохральского осуществляется конвекцией и только в тонком диффузионном слое у фронта кристаллизации кондуктивным способом. Конвекция — это перенос тепла потоками вещества. Причинами конвекции являются 1) неодинаковая плотность жидкости, обусловленная градиентом температуры (естественная, или свободная конвекция) и 2) принудительное перемешивание жидкости (принудительная конвекция). [c.209]
    Передача тепла к поверхности металла происходит двумя способами конвекцией от движущихся печных газов и излучением печных газов и кладки печи. Передача тепла от поверхности металла к центру осуществляется теплопроводностью. [c.6]

    Тепло подводят в вибросушилки различными способами конвекцией, радиацией и кондукцией. Конвективный подвод тепла от нагретого газа к материалу осуществляется двумя методами смыванием потоком газов поверхности слоя и продувкой газов через виброкипящий слой. В первом случае, в отличие от омывания потоком газов спокойного слоя материала, процесс сушки значительно интенсифицируется благодаря фильтрации газа через слой вследствие насосного эффекта виброкипящего слоя. Кроме того, при перемешивании материала в вертикальной плоскости можно использовать для сушки газы с более высокой начальной температурой, не опасаясь перегрева продукта. В спокойном же слое наблюдается большая неравномерность сушки в вертикальной плоскости как при смывании потоком газов слоя материала, так и при фильтрации потоком через него. [c.313]

    Солнечная световая энергия, несущая тепло, отражается лакокрасочными покрытиями. А как быть с тепловой анергией нагретого тела Тепло можно отводить двумя способами конвекцией, т. е. охлаждением поверхности воздухом или жидкостью, омывающими нагретую поверхность, и радиационным способом, т. е. излучением тепла в окружающее пространство (это тепло, излучаемое нагретым телом, мы и ощущаем, протягивая замерзшие руки к костру или нагретой печке). [c.121]

    Теплопередача через какую-либо стенку от более нагретого теплоносителя к другому, более холодному теплоносителю, является относительно сложным явлением. Если взять, например, трубный пучок испарителя, который обогревается дымовыми газами, то налицо имеется три элементарных способа передачи тепла, которые рассматриваются в качестве основных. Тепло дымовых газов передается к трубкам пучка посредством теплопроводности, конвекции и излучения. Через стенки трубок тепло передается только посредством теплопроводности, а от внутренней поверхности трубки- к [c.19]

    Тепло может передаваться от более нагретого теплоносителя к более холодному тремя способами теплопроводностью, конвекцией и лучеиспусканием. [c.21]

    Многократное повышение объема пузырьков после их отрыва от поверхности нагрева свидетельствует о том, что тепло от поверхности нагрева сообщается главным образом жидкости, в которой дальше распространяется путем конвекции и только от жидкости сообщается пузырькам пара. Это количество значительно больше того количества тепла, которое может быть сообщено пузырьку в момент его возникновения. Значит и при кипении тепло передается тем же способом, что и при передаче тепла в одной фазе (жидкости), т. е. тепло в основном распространяется теплопроводностью и конвекцией. [c.107]

    Конструкция обмуровки топки определяется в данном случае способом организации теплопередачи (непосредственное излучение факела или конвекция), назначением обогреваемого аппарата, видом используемого топлива, характером производства и, наконец, условиями расположения оборудования. В зависимости от направления движения продуктов сгорания топки бывают с нижним, передним или верхним обогревом. Собственно топка может размещаться либо непосредственно в обмуровке аппарата, либо вне его. Во втором случае тепло лучеиспускания пламени не используется или используется только частично, а тепло передается лишь кон- [c.255]

    Необходимо отметить, что каждый из перечисленных способов передачи тепла отдельно почти не встречается в практической работе, а в большинстве случаев один вид теплообмена сочетается с другим. Так, например, в трубчатой печи тепло дымовых газов передается экранам труб и стенкам топочной камеры одновременно путем излучения и конвекции. В кладке печи и стенках труб змеевика тепло передается путем теплопроводности, а от стенок печи в топку путем излучения и конвекции одновременно. Таким образом, теплопередача представляет собой довольно сложный процесс. [c.49]

    Печи типа ГС и ГН, а также печи типа ВС с вертикальным расположением экранных труб и горизонтальными трубами конвекции наибольшее применение имеют иа установках первичной переработки нефти. В печах типа ВС очистка труб от кокса и других отложений возможна методом выжига и промывкой, а не механическим способом. [c.126]

    Аналогичная задача решена для пластинчато-трубчатых поверхностей при естественной конвекции в них газов [31, с. 40—43]. Разработаны структуры гидравлических расчетов при принудительном движении газов через эти аппараты [31, с. 141—149], а также погружных аппаратов с прямоугольными пучками оребренных труб (24 различные формы оребрения) [51, с. 30—33 40]. Решена задача расчета распределения потока теплоносителя в сечении аппарата. Предусмотрен способ корректировки результатов расчета. 

[c.249]

    Конвекция. В рассматриваемом процессе способом удержания высокотемпературной реакционной зоны в слое катализатора является реверс подачи газовой смеси. В модели изменение направления скорости подачи при реверсе также учитывается. [c.308]

    Опыт эксплуатации конденсаторов показал, что ни один из этих способов регулирования не обеспечивает оптимальные параметры пара в широком диапазоне изменения температуры охлаждающего воздуха. Например, при температуре окружающего воздуха ниже —15°С не исключается возможность замерзания конденсата внутри труб, а полное отключение вентиляторов и переход на конденсацию в режиме естественной конвекции, как правило, не обеспечивает оптимальные параметры работы. Наиболее сильные замерзания наблюдаются в нижних рядах труб по ходу охлаждающего воздуха. [c.16]

    Передача тепла от одного тела к другому или между различными точками пространства может быть осуществлена

www.chem21.info

Конвекция в газах

Описание:

Опыт демонстрирует явление конвекции в воздухе. Конвекция – перенос тепла потоками газа или жидкости. Горячий воздух поднимается вертикально вверх, перенося с собой тепло. Такой поток горячего воздуха сложно увидеть, так как воздух прозрачный.

 

Увидеть восходящие потоки горячего воздуха нам помогает теневая проекция. Так как плотность холодного и теплого воздуха немного различается, то и свет будет преломляться через них по-разному, и мы можем видеть потоки горячего воздуха поднимающиеся от пламени свечи.

 

Обнаружить движение горячего воздуха вверх можно и при помощи бумажной спирали в виде змейки. Вращение змейки здесь вызывается потоками нагретого воздуха, который поднимается над лампочкой. 

 

Объяснение:

Объем жидкостей и газов при нагревании увеличивается, а плотность уменьшается.  Они становятся легче, поднимаются вверх, перенося с собой энергию, что приводит к выравниванию температуры по всему объему жидкости или газа.

 

Применение:

Благодаря конвекции создается необходимая для полного сжигания топлива тяга.  Она чрезвычайно важна не только для хорошей работы домашних печей и каминов. Для создания хорошей тяги даже небольшие котельные имеют трубы высотой в несколько десятков метров. Трубы одной из крупнейших в Европе Новолукомльской теплоэлектростанции имеют высоту по 250 метров каждая.

 

Отопительные батареи стоят внизу (под окнами) и путем конвекции нагревают воздух по всему объему помещения.

 

Конвекцией объясняются ночные и дневные ветры — бризы, возникающие на берегах морей и океанов.

 

В солнечный летний день воздух, более теплый над сушей, чем над водой, устремляется вверх. Это вызывает понижение давления над сушей. Сюда перемещается с моря холодный воздух. Это — дневной бриз.

 

Ночной бриз дует наоборот с суши на море. Так как песок остывает быстрее чем вода, то ночью теплый воздух поднимается с поверхности воды, а холодный с суши перемещается на его место. 

 

virtuallab.by