Применение конвекция: что это такое, особенности и примеры в быту. Жми!

Содержание

что это такое, особенности и примеры в быту. Жми!

Конвекция, если переводить дословно с латинского языка, означает теплообмен, в котором холодный воздух, поступая в устройство, проходит через систему нагревательных элементов и выходит горячим потоком.

На фото изображен обогреватель – конвектор в жилом помещении, который имеет встроенные спирали, без принудительной вентиляции. В данном оборудовании соблюдаются физические свойства воздуха – холодный остается внизу, а теплый поднимается.

Естественная конвекция существует и в других бытовых приборах: холодильнике, морозильнике, кипящей кастрюле с жидкостью и так далее.

Это интересно: в природе очень часто наблюдается естественная конвекция, например, как движение мантии Земли.

Это возникает самопроизвольно, когда нижние слои вещества нагреваются и высвобождаются, а верхние, в свою очередь, остывают и опускаются вниз. Ветры, муссоны и бризы, так же относятся к конвекции. Происходит естественное охлаждение воздуха (повышается влажность), и он начинает циркулировать.

Принудительная конвекция широко применяется в производстве устройств, имеющих насосы и вентиляторы.

К таким приборам можно отнести: электрические отопительные радиаторы в квартирах, бытовую технику, запчасти для машин и многое другое.

Интересный факт: если посмотреть на аббревиатуру с точки зрения физики, то конвекцией можно назвать любое перемещение теплых масс или электрических зарядов.

Не имеет значение, под какой силой происходит процесс – главное, чтобы одно состояние объекта свободно перетекало в другое.

Знаменитый философ, математик и мыслитель Архимед научился объяснять, откуда берется конвекция, и почему при нагреве тела расширяются. Он провел ряд вычислений и исследования, показывающих, что при определенной температуре увеличивается объём вещества — жидкости или газа, а плотность указанных веществ уменьшается.

Смотрите видео, в котором специалист рассказывает об одном из видов теплопередачи — конвекции:

Это интересно! Теплоотражающий экран за радиатором: как установить самостоятельно и преимущества его использования

Вконтакте

Одноклассники

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Мой мир

Видите неточности, неполную или неверную информацию? Знаете, как сделать статью лучше?

Хотите предложить для публикации фотографии по теме?

Пожалуйста, помогите нам сделать сайт лучше! Оставьте сообщение и свои контакты в комментариях — мы свяжемся с Вами и вместе сделаем публикацию лучше!

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.

конвекция физика

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.

конвекция излучение теплопроводность

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

вынужденная конвекцияСуществует 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.

примеры конвекции

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

конвекция излучениеНаиболее 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

естественная конвекция

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.

явление конвекции

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!

Конвекция в природе и технике

Если бы я захотел читать не зная букв, это было бы бессмыслицей. Точно так же, если бы я захотел судить о явлениях природы, не имея представления о началах вещей, это было бы такой же бессмыслицей…

М.В. Ломоносов

Конвекция (от лат. convectio — доставка) – это вид теплообмена, при котором тепло переносится самими струями газа или жидкости.

Явление конвекции можно объяснить законом Архимеда и явлением теплового расширения тел. 

При повышении температуры объем жидкости возрастает, а плотность уменьшается. Под действием архимедовых сил менее плотная нагретая жидкость поднимается вверх, а более плотная холодная жидкость опускается вниз. Если же жидкость нагревать сверх, то менее плотная теплая жидкость там и останется и конвекция не возникнет.
Так устанавливается круговорот жидкости, сопровождающийся переносом энергии от нагретых участков к более холодным. Совершенно аналогичным образом возникает конвекция в газах.

Особенности конвекции:

  • возникает в  жидкостях и газах, невозможна в твердых телах и вакууме;
  • само вещество  переносится;
  • нагревать вещества нужно снизу.

Для возникновения естественной конвекции требуется подогрев жидкости снизу (или охлаждение сверху), причем нагрев в разных участках должен быть неравномерным.

При вынужденной конвекции потоки нагретой (или охлажденной) жидкости или газа переносятся под действием насосов или вентиляторов. Такая конвекция используется в тех случаях, когда естественная конвекция оказывается недостаточно эффективной, а также в состоянии невесомости, когда естественная конвекция невозможна.

Конвекция в природе и технике

  • работа обычной батареи отопления; 
  • тяга в печи;
  • отопление дома;
  • образование облаков;
  • образование ветра, бриза и муссонов;
  • движение тектонических плит;
  • процессы горообразования;
  • процесс  дымообразования

Конвекция в природе и в технике

Само слово на латыни означает «перенос». А процесс конвекции характеризуется переносом тепла в газообразных, жидких и даже твердых сыпучих средах веществами. В природе законы конвекции мы наблюдаем вокруг себя ежедневно. Именно природное явление называют естественной конвекцией, при которой нижние уровни вещества при нагревании самопроизвольно начинают движение вверх, а более холодные уровни опускаются на их место.

Увидеть это можно, если повесить над пламенем листик из бумаги, который станет двигаться от поднимающегося вверх теплого воздуха. В жидкости этот процесс происходит благодаря нагреванию нижних слоев, которые постепенно передают тепло к верхним. Так, к примеру, закипает вода. Интересно, что если пытаться нагреть воду сверху, то конвекции не произойдет, потому что физическое движение теплого вещества вниз, а холодного вверх просто невозможно. Вынужденной конвекцией называется усиленное перемешивание газа или жидкости с помощью мешалок или вентиляторов.

Обогреватели с разной конвекцией

Любой из обогревателей прогревает помещение по законам конвекции. Но одни из них создают вынужденное перемещение нагретых слоев воздуха, а другие работают на основе естественных движений тепла. К примеру, тепловентиляторы, нагревая воздух, еще и раздувают его по всему помещению. А вот масляные радиаторы или отопительные конвекторы действуют по естественным законам природы. Если говорить о масляных устройствах, то перемешивание теплого воздуха с холодным при их работе происходит быстрее, благодаря высокой температуре нагрева, но при этом воздух сильно сушится. А вот конвекторы электрические отзывы получают всегда самые положительные, ведь принцип естественного передвижения теплых масс позволил создать батарею, которая не вредит здоровью и безопасна в эксплуатации бесконечно долго. Воздух в комнате при этом не пересушивается, температура поддерживается все время, опасности ожогов нет совершенно.

Конвекционные печи

Применение конвекционного принципа в микроволновках, духовках и печах позволило ускорить и улучшить выпечку и приготовление разных блюд. Суть работы конвекционных печей состоит в том, что благодаря вмонтированному в заднюю стенку нагревательному элементу и вентилятору, при включении происходит принудительная циркуляция горячего воздуха. Под воздействием этой циркуляции внутреннее пространство разогревается намного быстрее и равномернее, а, значит, и воздействие на продукты будет одновременным со всех сторон. Выпечка в таких печах всегда будет идеальной. Именно поэтому конвекционные печи относят к профессиональной технике и используют их в хлебопекарнях, фаст-фудах, ресторанах и кафе и т.п. В современных кухонных духовках для домашнего быта тоже начали уже встраивать конвекционную систему, и это очень понравилось всем хозяйкам и любителям вкусно покушать.

Циркуляция воздуха в холодильниках

В холодильных устройствах также работает принцип конвекции, только в этом случае требуется заполнение внутренних отделений не теплым воздухом, а холодным. К примеру, наш холодильник Snaige без устали вырабатывает холод с помощью циркулирующего по трубам фреона, который охлаждает верхние слои в холодильной камере. Охлажденный воздух опускается вниз и вытесняет теплый вверх, где тот также охлаждается. Так вся камера заполняется холодом, что и нужно в холодильных устройствах. Чтобы циркуляция холодных потоков была эффективней, не нужно загружать внутреннее пространство холодильника до отказа, оставьте проемы для свободного движения.

Физика. Конспект «Конвекция» | Частная школа. 8 класс

Конспект по физике для 8 класса «Конвекция». ВЫ УЗНАЕТЕ: Что такое конвекция. Какие виды конвекции существуют.

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике


Конвекция

Если жидкости и газы обладают низкой теплопроводностью, то как же тогда нам удаётся достаточно быстро прогреть воздух в помещении и вскипятить воду?

ЯВЛЕНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В ВОЗДУХЕ

Находясь рядом с горячей плитой, можно почувствовать тёплые струи воздуха, поднимающиеся над ней. Этот же эффект хорошо ощущается, если сверху поднести руку к горящей свече или горящей электрической лампочке.

Это физическое явления используется в игрушке «музыкальная ёлочка». Когда зажигаются свечки, под действием возникающих струй тёплого воздуха, направленных вверх, вертушка начинает вращаться, а колокольчики — звенеть.

Если сделать из бумаги спираль и поместить её над включённой электрической лампочкой, как показано на рисунке, под действием поднимающегося нагретого воздуха спираль начнёт вращаться.

В этом опыте, так же как и в игрушке «музыкальная ёлочка», происходит нагревание воздуха, находящегося вблизи горящей лампочки или свечи. При этом он расширяется, и его плотность становится меньше плотности окружающего холодного воздуха. Под действием выталкивающей (архимедовой) силы со стороны холодного воздуха тёплый воздух вытесняется вверх. Образовавшийся воздушный поток и вращает спираль.

ЯВЛЕНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ В ЖИДКОСТИ

Аналогичные явления происходят и при нагревании жидкости, если источник тепла находится снизу.

Нагретые слои жидкости имеют меньшую плотность. Поэтому сила тяжести, действующая на них, становится меньше архимедовой силы, действующей на эти слои со стороны окружающей жидкости. Вследствие этого нагретые слои воды начинают подниматься вверх, а на их место опускаются более холодные слои жидкости. Этот процесс продолжается до тех пор, пока вся жидкость не прогреется одинаково по всему объёму.

Рассмотрим следующий опыт. На дно колбы с водой аккуратно опустим несколько кристалликов любого красителя (например, марганцовокислого калия). Начнём нагревать колбу снизу. Сразу станет хорошо видно, как со дна колбы поднимаются окрашенные струйки воды.

КОНВЕКЦИЯ

При нагревании воздуха или воды снизу происходит теплопередача, обусловленная переносом вещества и отличающаяся от теплопроводности. Этот процесс называют конвекцией (от лат. convectio — перенесение).

Конвекция — это вид теплопередачи, при котором энергия передаётся потоками (или струями) жидкости или газа.

В 7 классе мы говорили о том, что строение твёрдых тел отличается от строения жидкостей и газов. В твёрдых телах перенос вещества невозможен, поэтому конвекция наблюдается только в жидкостях и газах. В твёрдых телах она не происходит.

В закрытом помещении при работе отопительных приборов всегда возникает явление конвекции. Поэтому разница температур воздуха у пола и вблизи потолка может достигать нескольких градусов.

ЕСТЕСТВЕННАЯ И ВЫНУЖДЕННАЯ КОНВЕКЦИЯ

Различают два вида конвекции: естественную и вынужденную. Рассмотренные выше процессы нагревания воздуха и жидкости являются примерами естественной конвекции. Для её возникновения требуется либо подогрев жидкости или газа снизу, либо охлаждение сверху.

Вынужденная конвекция наблюдается в случае, когда потоки нагретой или охлаждённой жидкости или газа переносятся под действием насосов или вентиляторов.

КОНВЕКЦИЯ В ПРИРОДЕ

Конвекция является очень распространённым явлением в природе. Она выполняет основную роль в образовании в атмосфере потоков воздуха — ветров. Нагреваясь над одними участками земли и охлаждаясь над другими, воздух начинает циркулировать, перенося с собой энергию и влагу.

Эти же причины порождают дневные и ночные бризы — ветры, попеременно дующие от моря к суше днём и от суши к морю ночью. В течение дня температура земли становится заметно выше, чем температура моря. Соответственно и воздух, соприкасающийся с землёй, теплеет, расширяется и его плотность уменьшается. За счёт явления конвекции возникает циркулирующее течение воздушных масс. Ночью происходит обратный процесс, так как земля охлаждается до температуры, которая ниже, чем температура моря.

Благодаря конвекции птицы способны подолгу парить в воздухе. Разные участки земли прогреваются по-разному, и из-за этого возни кают восходящие воздушные потоки. Эти же потоки используются при полётах на дельтапланах.

Из-за конвекции нагретый пар из труб котельных и дым из печных труб при отсутствии ветра поднимаются вверх, так как имеют более низкую плотность, чем окружающий воздух.

В быту мы привыкли к тому, что при нагреве воды источник тепла располагается снизу. Нагревательные приборы в комнате также всегда расположены внизу.

Опыты показывают, что при нагревании сверху как жидкостей, так и газов конвекции не происходит. В этом случае просто не возникает выталкивающая сила, так как нагретые слои с меньшей плотностью располагаются сверху.

Естественная и вынужденная конвекция лежат в основе действия отопительной системы зданий. Нагревание воды может производиться либо непосредственно в здании при помощи специального котла, либо за пределами отапливаемого помещения при наличии системы центрального отопления. Горячая вода, поступающая в дом или нагретая в котле, поднимается вверх, а затем спускается по трубам и распределяется по помещениям, отдавая тепло в радиаторах.


Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Конвекция».

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

Просмотров: 2 300

Что такое конвекция, для чего нужна в духовке, что такое режим

Скорее всего, большинству хозяек знакома ситуация: вынимаем пирог из духовки, а он наполовину сырой, или, наоборот, наполовину пригоревший. С чем это связано? И можно ли как-то решить эту проблему?

Скорее всего, большинству хозяек знакома ситуация: вынимаем пирог из духовки, а он наполовину сырой, или, наоборот, наполовину пригоревший.Скорее всего, большинству хозяек знакома ситуация: вынимаем пирог из духовки, а он наполовину сырой, или, наоборот, наполовину пригоревший.

Описание процесса

Многие и слова-то такого не слышали, а оказывается, проблема неравномерного прогревания продуктов в духовке связана именно с ним. Что такое конвекция и в чем она заключается? Конвекция, буквально с латинского переводится, как «перенесение». То есть, это вид теплообмена, при котором перемещение энергии осуществляется посредством струй и потоков.

Конвекция, буквально с латинского переводится, как «перенесение».Конвекция, буквально с латинского переводится, как «перенесение».

А в духовом шкафу может иметь место конвекция двух видов: естественная и принудительная. Естественный процесс – это когда с момента включения нагревательного элемента теплый воздух поднимается вверх, а холодный – опускается. Затем постепенно теплые и холодные воздушные массы смешиваются, и в результате в духовке устанавливается одинаковая температура.

А в духовом шкафу может иметь место конвекция двух видов: естественная и принудительная.А в духовом шкафу может иметь место конвекция двух видов: естественная и принудительная.

А что такое конвекция в духовке принудительного типа? Рассмотрим подробнее.

Принудительная конвекция

Чтобы добиться равномерного пропекания блюда, многие используют старый и проверенный способ: переставляют противень с одного уровня на другой. Другие заворачивают блюдо в фольгу, или ставят емкость с водой.

Другие заворачивают блюдо в фольгу, или ставят емкость с водой.Другие заворачивают блюдо в фольгу, или ставят емкость с водой.

Обычно такие манипуляции проводятся в простых газовых плитах старого образца (без гриля и режима разморозки), в которых есть только нижний нагревательный элемент. Однако, как показывает опыт, проблему подгорания и неравномерного прогревания не решает и установка верхнего нагревательного прибора. Попробуем разобраться, почему такое происходит.

Чтобы добиться равномерного пропекания блюда, многие используют старый и проверенный способ: переставляют противень с одного уровня на другой.Чтобы добиться равномерного пропекания блюда, многие используют старый и проверенный способ: переставляют противень с одного уровня на другой.

Стоит отметить, что естественная конвекция в духовке – процесс достаточно медленный. Пока потоки теплого и холодного воздуха перемещаются блюдо успевает подгореть по причине точечного воздействия. Кроме этого, на равномерность влияет еще ряд факторов: степень герметичности духовки и ширина противня.

Стоит отметить, что естественная конвекция в духовке – процесс достаточно медленный.Стоит отметить, что естественная конвекция в духовке – процесс достаточно медленный.

Наконец, не последнюю роль играют и размеры блюда, помещенного в духовку. Так, большие куски мяса или птица целиком не успевают прогреться внутри, а сверху подгорают, так как расположены близко к нагревательным элементам.

Наконец, не последнюю роль играют и размеры блюда, помещенного в духовку.Наконец, не последнюю роль играют и размеры блюда, помещенного в духовку.

Проблему можно решить с помощью принудительной конвекции. Наладить процесс достаточно просто: в духовку помещают конвектор (или вентилятор), который помогает воздушным массам разной температуры смешиваться быстрее.

Проблему можно решить с помощью принудительной конвекции.Проблему можно решить с помощью принудительной конвекции.

Постоянное движение потоков воздуха не только обеспечивает равномерную температуру, но и снижает точечное воздействие нагревателя.  А, значит, и внутри, и снаружи блюдо прогревается равномерно.

Наладить процесс достаточно просто: в духовку помещают конвектор (или вентилятор), который помогает воздушным массам разной температуры смешиваться быстрее.Наладить процесс достаточно просто: в духовку помещают конвектор (или вентилятор), который помогает воздушным массам разной температуры смешиваться быстрее.

Еще одно преимущество принудительной конвекции в том, что благодаря ей появляется возможность готовить несколько блюд одновременно на разных уровнях, не боясь, что они подгорят, или, наоборот, останутся непропеченными.

Еще одно преимущество принудительной конвекции в том, что благодаря ей появляется возможность готовить несколько блюд одновременно на разных уровнях, не боясьЕще одно преимущество принудительной конвекции в том, что благодаря ей появляется возможность готовить несколько блюд одновременно на разных уровнях, не боясь

Виды конвекции

Современные технологии позволяют не просто установить конвектор в духовку, но и самостоятельно выбрать вид конвекции.

  •         Вентилятор. Самый простой вариант. «Прогоняет» воздушные массы внутри духовки, обеспечивая равномерное прогревание.
  •         Вентилятор с кольцевым нагревателем. Такое устройство гарантирует быстрое прогревание и сокращение времени на приготовление блюд.
  •         Усиленный конвектор. Идеальный вариант для тех, кто любит блюда «с корочкой». Создает стремительные потоки воздуха внутри духового шкафа, быстро «схватывая» поверхность блюда.
  •         Двойная конвекция. В некоторых духовках устанавливается сразу два конвектора на разных уровнях, что гарантирует отдельную «проработку» каждого противня.
  •         Влажная конвекция. Такой процесс поможет приготовить полезные блюда, так как они будут не жариться, а тушиться. Режим идеален для выпечки, а также для приготовления здоровой пищи с минимумом соли и жира.

Видео: Духовка Режим конвекции как правильно использовать духовку

Важно! Выбирая духовку с режимом конвекции, помните, что время приготовления блюд сократится примерно на треть. Принимайте во внимание этот момент, выбирая температуру и время приготовления.

Польза конвекции в любом духовом шкафу очевидна. Благодаря ей вы сможете не только приготовить полезные и вкусные блюда, но и сэкономить время и энергию.

Конвекция – что это такое, выбор духового шкафа и микроволновки

Дополнительные функции, которыми наделяют современные модели духовых шкафов производители такого оборудования, увеличивают его стоимость, но при этом многие из таких функций практически не используются домашними хозяйками или используются ими лишь изредка. Одной из наиболее распространенных функций, которой обладают современные модели духовых шкафов и СВЧ-печей, является конвекция, делать выводы о полезности и удобстве использования которой, можно лишь после получения о ней полного представления.

Содержание статьи:

Что такое конвекция?

Домашние хозяйки, часто пользующиеся духовкой для приготовления пищи, не понаслышке знакомы со сложностями, которые нередки в таких случаях. Непропеченные равномерно или подгоревшие мучные блюда, не до конца приготовленное мясо — это наиболее распространенные ситуации, которые возникают при использовании духовых шкафов, не обладающих опцией принудительной конвекции.

Потоки горячего и холодного воздуха в таких устройствах перемещаются и смешиваются естественным путем, поэтому происходит такой процесс медленно и не всегда итогом его протекания становится однородная температура во всех частях внутреннего пространства камеры духового шкафа. Принудительная конвекция это исключает, так как данная опция предполагает, что перенос и смешивание воздушных масс внутри духового шкафа обеспечивается путем использования специального технического устройства — вентилятора.

конвекцияконвекция

Под определением конвекция, применительно к духовкам, понимается перенос нагретого в таком устройстве воздуха из одной части его рабочей камеры, в другую. Чем интенсивнее будет осуществлен такой перенос, тем быстрее во всем объеме рабочей камеры устройства установится однородная температура и, соответственно, приготовленные в ней блюда будут более качественными, хорошо пропеченными и не подгоревшими с нижней стороны. Таким образом, конвекция в духовке является очень полезной опцией, не только упрощающей, но и ускоряющей процесс приготовления блюд в таком устройстве.

Принцип работы

Во внутренней части любого духового шкафа, вне зависимости от его модели, протекают теплообменные процессы, итогом которых является прогрев всего воздуха в рабочей камере такого устройства до одинаковой температуры. Если в таких процессах задействована только естественная конвекция, протекающая за счет того, что теплый воздух по законам физики всегда поднимается вверх, то на нагрев всего воздуха в рабочей камере духовки до одинаковой температуры уходит значительное количество времени. Нередким явлением, с которым домашние хозяйки сталкиваются при использовании духовок с естественной или свободной конвекцией, является подгорание готовящихся в них блюд с одной стороны и неполная готовность с другой. Происходит это потому, что разные части готовящегося продукта большую часть времени контактируют с воздушными потоками, нагретыми до различной температуры.

В результате такого температурного воздействия, одна часть блюда (как правило, нижняя) доходит до готовности за более короткий промежуток времени, а вторая — за более длительный.

Чтобы обеспечить равномерный прогрев всего объема духовки за короткий промежуток времени, производители подобного оборудования стали устанавливать в него по несколько нагревательных элементов, располагаемых в нижней и в верхней части рабочей камеры. Но и такое конструктивное решение не помогло кардинально решить проблему с подгоранием блюд и обеспечением их равномерного приготовления.

конвекцияконвекция

Выходом из подобной ситуации стало использование принудительной конвекции, суть которой состоит в том, что воздух внутри духовки перемешивается за счет создания в нем потоков, двигающихся с высокой скоростью. Создаются такие потоки вентилятором, устанавливаемым преимущественно на задней стенке рабочей камеры духового шкафа. Воздушный поток, формируемый таким вентилятором, активно перемешивает воздух внутри духовки, благодаря чему он приобретает однородную температуру за короткий промежуток времени.

Преимущества духовки с конвекцией

Конвекция в духовке — это, бесспорно, полезная функция, главные преимущества применения которой заключаются в следующем:

  • функциональность таких духовок позволяет частично заменять ими варочные поверхности;
  • уменьшается расход газа или электроэнергии, на которых работает кухонная плита;
  • конвекция в духовом шкафу позволяет готовить в нем блюда значительно быстрее;
  • расход масла при приготовлении блюд в газовой или в электрической духовке с применением принудительной конвекции, также снижается;
  • в духовых шкафах, обладающих таким функционалом, можно одновременно готовить несколько блюд, используя для каждого из них отдельный противень;
  • за счет равномерного прогрева, продукты при приготовлении в таких духовках равномерно пропекаются;
  • использование принудительной конвекции расширяет функциональные возможности духовки, так, при помощи такого устройства можно сушить лекарственные растения, фрукты, овощи и орехи, подогревать посуду, размораживать продукты, помещать в него тесто для того, чтобы оно быстрее поднялось;
  • система принудительной конвекции, если ею оснащена СВЧ-печь, превращает такое устройство в полноценную духовку, в которой можно готовить разнообразные блюда и даже экспериментировать с привычными рецептами.

Функция конвекции, в зависимости от модели духового шкафа, может быть реализована в таком устройстве различными способами. В зависимости от того, как реализована такая функция, работать духовые шкафы могут в следующих режимах:

  • Конвекция в сочетании с нижним нагревом — такой режим работы духовки оптимально подходит для приготовления хлебобулочных изделий и пиццы.
  • Конвекция + нижний нагрев + гриль — режим, при котором обеспечивается запекание продукта с образованием на его поверхности румяной корочки. Кроме этого, использование такого режима работы духовки, позволяет ускорить приготовление блюд из полуфабрикатов и замороженных продуктов.
  • Турбо-гриль — режим, используемый для быстрого приготовления блюд из крупных кусков мяса.

Если говорить о недостатках духовых шкафов с конвекцией, то наиболее значимым из них является то, что стенки таких устройств в процессе приготовления в них пищи активно загрязняются. На уход за такой техникой будет тратиться значительно меньше времени, если изначально выбрать и приобрести модель с функцией самоочистки.

Микроволновка с конвекцией

Конвекция в микроволновке, как уже было отмечено выше, расширяет возможности типовых СВЧ-печей, превращая их в полноценные духовки.

Реализуется опция просто. В рабочей камере устанавливается один или несколько вентиляторов, обеспечивающих активное перемешивание потоков воздуха, обладающих различной температурой. Таким образом, в микроволновках, обладающих данной функцией, воздух в рабочей камере нагревается быстрее, и его температура становится однородной по всему объему за короткий промежуток времени. Температура в СВЧ-печах, работающих в режиме конвекции, способна достигать значения 2000.

конвекцияконвекция

Полезность конвекции, если такой функцией наделена микроволновая печь, придется по вкусу тем домашним хозяйкам, которые любят печь. По мнению многих пользователей подобных устройств, пироги и булочки, приготовленные с использованием подобной бытовой техники, получаются не хуже, чем в обычном духовом шкафу. К наиболее значимым достоинствам подобной бытовой техники следует отнести:

  • большинство современных моделей таких устройств, способны функционировать в различных режимах, что позволяет сочетать между собой разные способы приготовления пищи;
  • время приготовления блюд в таких микроволновых печах сокращается;
  • в продуктах, приготовленных в таких печах, сохраняется больше полезных веществ;
  • современные модели СВЧ-печей с конвекцией оснащаются автоматическими датчиками и сенсорными панелями управления.

Конечно, есть у подобной техники и недостатки, из которых можно выделить следующие:

  • небольшой, если сравнивать с обычными духовыми шкафами, объем рабочей камеры;
  • необходимость использования специальной посуды для приготовления пищи;
  • значительный расход электроэнергии;
  • высокая стоимость.

Выбирая подобную технику для оснащения своей кухни, лучше отдавать предпочтение моделям, совмещающим в себе сразу несколько функций: микроволновая печь гриль конвекция, СВЧ-печи с паром и др. Чем функциональнее будет выбираемая микроволновая печь, тем большее количество блюд при помощи такого устройства можно приготовить.

Применение влажной конвекции

Функция конвекции, реализованная в духовых шкафах, может быть дополнена возможностью такого устройства генерировать пар внутри рабочей камеры, что еще более расширяет возможности подобной техники. Духовки, которые способны работать в режиме влажной конвекции, успешно используются для решения следующих задач:

  • приготовление на пару мясных, овощных и мучных блюд;
  • разогрев пищи;
  • стерилизация банок перед их использованием для консервации продуктов.

Конструкция устройств, работающих в режиме влажной конвекции, включает в себя следующие элементы: вентилятор, емкость, в которую набирается вода, генератор, который преобразует воду в пар. Блюда в таких устройствах готовятся за счет воздействия на продукты горячего пара, что позволяет сохранять в них наибольшее количество витаминов и других полезных микроэлементов.

конвекцияконвекция

Большинство современных моделей духовых шкафов, наделенных функцией влажной конвекции, способны функционировать в различных режимах. Так, пользователь подобного устройства, в зависимости от необходимости, может использовать его в одном из следующих режимов:

  • пар в рабочей камере печи равномерно распределяется по всему объему;
  • струя генерируемого устройство пара воздействует на посуду, в которой готовится блюдо;
  • поток пара направляется на готовящиеся в духовке продукты.

Также в зависимости от необходимости, пользователь такой техники может сам выбирать, задействовать ли режим конвекции при приготовлении блюда, либо обойтись без него, используя для этих целей только горячий пар.

Духовки с влажной конвекцией, придутся приверженцам здорового питания, которые предпочитают употреблять в пищу блюда, в которых сохранено наибольшее количество витаминов и других полезных веществ. Кроме этого блюда, приготовленные на пару, входят в обязательный рацион людей, проходящих реабилитацию после хирургических операций.

примеров конвекции в повседневной жизни

examples of convection
В этом посте вы познакомитесь с конвекцией тепла и примерами конвекции.
Если вы хотите получить пользу от этого сообщения, вам понравится этот пост.
Содержание:

  • Определение конвекции
  • Примеры
  • Приложения
  • Лот Подробнее…

Продолжайте читать…
Вт
Передача тепла за счет фактического движения молекул из горячего места в холодное известно как конвекция.Морской бриз, наземный бриз и конвекционное течение — вот несколько примеров конвекции. Конвекция возникает только в жидкостях и газах.
Жидкости и газы плохо проводят тепла. Однако тепло передается через жидкости (жидкости или газы) с помощью другого метода, называемого конвекцией.
Почему надутый воздушный шар, показанный на рисунке., Поднимается вверх? жидкость или газ становятся легче (менее плотными), поскольку они расширяются при нагревании. Горячая жидкость или газ поднимается над нагретой зоной. Более холодная жидкость или газ из окружающей среды заполняют места, которые, в свою очередь, нагреваются.таким образом вся жидкость нагревается. Следовательно, передача тепла через жидкости происходит за счет фактического движения нагретых молекул от горячих частей жидкости к холодным.

Конвекция тепла в жидкостях

В отличие от частиц твердых тел, частицы в жидкостях и газах перемещаются из одного места в другое. Возьмите стакан и положите в него небольшие кусочки бумаги. BEAKER IN CONVECTION
Заполните стакан водой наполовину. Нагрейте стакан спиртовкой. Мы увидим, что кусочки бумаги поднимаются на поверхность воды, перемещаются в сторону и опускаются на дно.Вода в стакане тоже нагревается. Молекулы воды поглощают тепловую энергию со дна стакана и поднимаются вверх. Остальные молекулы воды из окружения опускаются на дно, чтобы поглотить тепловую энергию. Из вышеупомянутого эксперимента мы также можем определить конвекцию как: «Передача тепла, при которой молекулы среды фактически движутся к источнику тепловой энергии, чтобы поглотить тепло, а затем удаляться от него, называется конвекцией».

Есть ли конвекция в твердых телах?

Конвекция возникает в жидкостях и газах только потому, что их молекулы могут свободно перемещаться.Молекулы твердого тела тесно связаны. Они не могут свободно передвигаться. Молекулы твердого тела тесно связаны. Они не могут свободно перемещаться, поэтому в твердых телах конвекция невозможна.

В чем разница между сухим и морским бризом?

Land Breeze:
Наземный и морской бриз являются результатом конвекции. В жаркий день температура суши повышается быстрее, чем моря. Это потому, что удельная теплоемкость земли намного меньше, чем у воды.Воздух над землей нагревается и поднимается вверх. холодный воздух с моря начинает двигаться к суше. Это называется морской бриз. SEA BREEZ AND LANND BREEZ
Sea Breeze:
Ночью земля остывает быстрее, чем море. Следовательно, воздух над морем теплее, поднимается вверх, а холодный воздух с суши начинает двигаться в сторону моря, как показано на рисунке. Это называется морским бризом.

ГЛАДЕНИЕ:

Что заставляет планер оставаться в воздухе?
Планер, похожий на небольшой самолет без двигателя.Пилоты-планеры используют восходящее движение потоков горячего воздуха за счет конвекции тепла. Эти восходящие потоки горячего воздуха называются термиками. летает над этим термиком на планере. Восходящие потоки воздуха в термике помогают им оставаться в воздухе в течение длительного периода.
Как термики помогают птицам часами летать, не взмахивая крыльями?
Птицы расправляют крылья и кружатся в этих потоках. Движение воздуха вверх помогает птицам взбираться вместе с ним. орлов, ястребов и стервятников — опытных скалолазов. Поднявшись на свободном подъеме, птицы могут часами летать, не взмахивая крыльями. Они скользят от одного теплового потока к другому, преодолевая большие расстояния и им не нужно махать крыльями.

Примеры конвекции

  • Водяной насос в доме, где горячая вода разделяется для ее эффективного распределения, проходя через средство (насос), так что она выходит в душ, и человек может принимать ванну. необходимая сумма.
  • В домашних духовках используется конвекционная технология, чтобы человек мог регулировать желаемый уровень температуры при приготовлении холодных блюд.Внутри будет циркулировать поток горячего воздуха.
  • Конвекция возникает на дне океанов, где энергия воды встречается с холодной поверхностью, что приводит к возникновению океанских течений.
  • Когда вулкан извергается, это происходит из-за того, что сила тяжести притягивает его горячие жидкости к поверхности, остальные жидкости спускаются вниз.
  • Конвекционные печи передают тепло, вызывая полностью естественную циркуляцию воздуха, что приводит к равномерному распределению тепла по всему помещению.
  • Воздушные шары удерживаются в воздухе благодаря горячему воздуху, исходящему от двигателя, но если они остывают, шары начинают разрушаться.
  • Когда человек купается в очень горячей воде, стекло в душе запотевает.
  • Фен оснащен двигателем, который служит вентилятором для нагнетания воздуха через терморезистор. Следовательно, он передает тепло за счет принудительной конвекции.

Применение конвекции

  • Бытовая система водоснабжения основана на конвекции.Работает как:

Вода в котле нагревается газовыми горелками. Горячая вода расширяется и становится менее плотной. Отсюда он поднимается и течет в верхнюю половину цилиндра.
Для замены горячей воды холодная вода из бачка попадает в нижнюю половину цилиндра, а затем в бойлер из-за разницы давлений.
Переливная труба присоединяется к баллону на тот случай, если температура воды станет слишком высокой и вызовет большое расширение горячей воды.
Кран горячей воды, идущий от переливной трубы, должен быть ниже бачка, чтобы разница давлений между бачком и краном заставляла воду вытекать из крана.

Нагревательный змеевик электрического чайника всегда размещается внизу чайника.
При включении питания вода возле нагревательного змеевика нагревается, расширяется и становится менее плотной. Таким образом, нагретая вода поднимается вверх, в то время как более холодные области в верхней части корпуса воды опускаются, чтобы заменить нагретую воду.

Вращающийся вентилятор внутри кондиционера заставляет охлаждать сухой воздух в помещении. Холодный воздух, будучи плотным, опускается вниз, а теплый воздух внизу, будучи менее плотным, поднимается вверх и втягивается в кондиционер, где охлаждается.Таким образом происходит рециркуляция воздуха, и температура воздуха падает до значения, заданного на термостате.

Холодильники работают примерно так же, как кондиционер. Морозильный агрегат размещается вверху для охлаждения воздуха, поскольку он плотный. Тонет, а теплый воздух внизу поднимается. Это создает конвекционные токи внутри шкафа, которые помогают охладить содержимое внутри.

Подробнее о конвекции смотрите видео:

Просмотрите:

.

Примеры конвекции

Конвекция возникает, когда тепло передается через газ или жидкость более горячим материалом, движущимся в более прохладную зону.

  • В метеорологии это передача тепла и других атмосферных свойств за счет движения масс воздуха, особенно в восходящем направлении.

Конвекция в метеорологии и геологии

  • Мантийная конвекция — скалистая мантия Земли движется медленно из-за конвективных токов, которые переносят тепло из недр Земли на поверхность.Это причина того, что тектонические плиты постепенно перемещаются вокруг Земли. Горячий материал добавляется к растущим краям тарелки, а затем охлаждается. На краях потребления материал становится плотным из-за сжатия под воздействием тепла и опускается в Землю в океанической впадине. Это вызывает образование вулканов.

  • Океанская циркуляция — теплая вода вокруг экватора циркулирует к полюсам, а более холодная вода на полюсах движется к экватору.

  • Эффект стека — также называемый эффектом дымохода, это движение воздуха внутрь и наружу из зданий, дымоходов или других объектов из-за плавучести.В этом случае плавучесть относится к разной плотности воздуха между воздухом внутри и воздухом снаружи. Сила плавучести увеличивается из-за большей высоты конструкции и большей разницы между уровнем тепла внутреннего и внешнего воздуха.

  • Конвекция звезды — звезда имеет зону конвекции, в которой энергия перемещается за счет конвекции. За пределами активной зоны находится зона излучения, в которой движется плазма. Конвекционный ток образуется, когда плазма поднимается, а остывшая плазма опускается.

  • Гравитационная конвекция — показывает, когда сухая соль диффундирует вниз во влажную почву, потому что пресная вода в соленой воде обладает плавучестью.

Вот примеры:

  • Кондиционирование воздуха

  • Центральное отопление

  • Паровые турбины

  • Теплообменники

  • Аэродинамический обогрев

  • с использованием пропеллеров автомобиля
  • жидкость

  • Кровообращение у теплых окровавленных животных

  • Ударные волны, исходящие от взрыва

  • Конвекционная печь

Эти различные примеры конвекции показывают, как конвекция возникает во многих различных искусственных и природных места где.

Примеры конвекции.

Какие примеры конвекционного тока?

В этом посте вы узнаете о применении и примерах конвекционного тока, который является примером конвекции тепла.
Если вы хотите получить пользу от этого сообщения, вам понравится этот пост.
Что вы узнаете… ..

Продолжайте читать… ..

Что такое конвекционный ток?

При нагревании газы расширяются, поэтому конвекционные потоки легко возникают из-за разницы плотностей воздуха в различных частях атмосферы.Или движение молекул воды или воздуха вверх и вниз называется конвекционным током. конвекционные токи в природе происходят в больших масштабах. Суточные изменения температуры в атмосфере в результате циркуляции теплого или холодного воздуха, который перемещается по регионам, суше и морским бризу, также являются примерами конвекционных токов.

Что такое атмосферная конвекция?

Атмосферная конвекция играет фундаментальную роль в определении глобальных климатических режимов и наших ежедневных колебаний погоды.И пилоты планеров, и кондоры ищут конвекционные термики, которые, поднимаясь с более теплой Земли, удерживают их в воздухе. Благодаря тому же процессу в океанах происходит огромная передача энергии. Внешняя область Солнца, называемая стратосферой, содержит огромное количество конвективных ячеек, которые переносят энергию на поверхность Солнца и придают поверхности гранулированный вид.

Различные типы конвекционных потоков

Мы знаем, что конвекция — это передача тепла за счет фактического движения частиц в материалах.Ветры и океанические течения являются примерами эффектов конвекции.

Ветровой ток THERMAL CURRENTS

Тепло Солнца нагревает поверхность Земли, и воздух рядом с ней также становится горячим. Воздух расширяется и становится светлее. Итак, он поднимается вверх, и прохладный воздух из соседних регионов заполняет его пространство. Поднимающийся теплый воздух достигает верхних более холодных слоев воздуха и охлаждается. Холодный тяжелый воздух опускается на Землю в холодных регионах, чтобы снова дуть, чтобы заменить поднимающийся воздух.Таким образом, возникают конвекционные потоки, и ветровая система продолжает работать.

Океанские течения

Океанские течения также возникают из-за конвекции тепла. Вода в жарких регионах океана нагревается, расширяется и становится светлее, но вода в более холодных регионах остается холодной и тяжелой. горячая вода движется по поверхности океана в сторону более холодных регионов. Холодная вода течет под поверхностью океана к горячим регионам, создавая океанические течения.

Что такое планирующие полеты птиц?

Конвекционные токи также присутствуют в атмосфере. тепло от Солнца нагревает воздух у земли. Теплый воздух расширяется и становится легче. По мере того, как теплый воздух поднимается вверх, более холодный воздух устремляется, чтобы заполнить свое место у земли. Этот процесс продолжается. Птицы, такие как орлы, ястребы, грифы и чайки, пользуются этим явлением. Им нравится скользить. Во время планирующего полета птица не двигает крыльями, а скользит по воздушным потокам. Много энергии птицы сэкономили во время планирования.

Применение конвекционных токов

Мы можем наблюдать использование конвекционных токов в нашем окружении.

  • Бытовая вентиляция может сделать наш дом прохладным. Воздух, которым мы выдыхаем, теплее и легче. Он перемещается вверх по комнате, чтобы выйти из вентиляторов около верхней стороны стен. Свежий и прохладный воздух поступает в комнату через окна и двери.
  • В водонагревателе вода нагревается в бойлере с помощью газовой горелки или нагревательного змеевика. горячая вода расширяется и становится легче. эта вода поднимается и течет в верхнюю часть водонагревателя.Вместо горячей воды холодная вода из накопительного бака (цистерны) попадает в нижнюю часть водонагревателя и становится горячей. Забираем горячую воду из крана, прикрепленного к водонагревателю, конвекционные токи помогают в непрерывной подаче воды.
  • Кондиционер также использует конвекционные токи для охлаждения комнаты. У потолка установлены кондиционеры. Ротационный вентилятор кондиционера выпускает прохладный сухой воздух. Холодный воздух тяжелее, поэтому тонет.теплый воздух в комнате поднимается вверх, потому что становится легче. Кондиционер забирает этот теплый воздух, чтобы охладить его. Таким образом воздух циркулирует снова и снова и достигается желаемая температура.

На нашем сайте есть следующие темы:

.

Конвективная теплопередача

Тепловая энергия, передаваемая между поверхностью и движущейся жидкостью с разными температурами — известна как конвекция .

На самом деле это комбинация диффузии и объемного движения молекул. Вблизи поверхности скорость жидкости мала, и преобладает диффузия. На расстоянии от поверхности объемное движение усиливает влияние и преобладает.

Convective heat transfer

Конвективная теплопередача может быть

  • принудительной или вспомогательной конвекцией
  • естественной или свободной конвекцией

принудительной или вспомогательной конвекцией

принудительной конвекцией, когда поток жидкости индуцируется внешняя сила, такая как насос, вентилятор или смеситель.

Естественная или свободная конвекция

Естественная конвекция вызывается выталкивающими силами из-за разницы плотности, вызванной колебаниями температуры в жидкости. При нагревании изменение плотности в пограничном слое заставит жидкость подниматься и заменяться более холодной жидкостью, которая также будет нагреваться и подниматься. Это продолжающееся явление называется свободной или естественной конвекцией.

Процессы кипения или конденсации также называют конвективными процессами теплопередачи.

  • Теплопередача на единицу поверхности за счет конвекции была впервые описана Ньютоном, и это соотношение известно как закон охлаждения Ньютона .

Уравнение конвекции может быть выражено как:

q = h c A dT (1)

, где

q = теплопередача за единицу времени (Вт, БТЕ / ч)

A = площадь теплопередачи поверхности (м 2 , футы 2 )

h c = коэффициент конвективной теплопередачи процесса ( Вт / (м 2o C, Btu / (фут 2 h o F) )

dT = разница температур между поверхностью и основной жидкостью ( o C, F)

Коэффициенты теплопередачи — единицы

Коэффициенты конвективной теплопередачи

Коэффициенты конвективной теплопередачи — ч c в зависимости от тип среды, газ или жидкость, и свойства потока, такие как скорость, вязкость и другие свойства, зависящие от потока и температуры.

Типичные коэффициенты конвективной теплопередачи для некоторых распространенных применений потока жидкости:

  • Свободная конвекция — воздух, газы и сухие пары: 0,5 — 1000 (Вт / (м 2 K))
  • Свободная конвекция — вода и жидкости: 50 — 3000 (Вт / (м 2 K))
  • Принудительная конвекция — воздух, газы и сухие пары: 10 — 1000 (Вт / (м 2 K))
  • Принудительная конвекция — вода и жидкости: 50 — 10000 (Вт / (м 2 K))
  • Принудительная конвекция — жидкие металлы: 5000 — 40000 (Вт / (м 2 K))
  • Кипящая вода: 3.000 — 100,000 (Вт / (м 2 K))
  • Водяной пар конденсата: 5.000 — 100,000 (Вт / (м 2 K))
Коэффициент конвективной теплопередачи для воздуха

Коэффициент конвективной теплопередачи для потока воздуха может быть приблизительно равен

ч c = 10,45 — v + 10 v 1/2 (2)

где

h c = коэффициент теплопередачи (кКал / м 2 ч ° C)

v = относительная скорость между поверхностью объекта и воздухом (м / с)

Начиная с

1 ккал / м 2 ч ° С = 1.16 Вт / м 2 ° C

— (2) можно изменить на

h cW = 12,12 — 1,16 v + 11,6 v 1/2 (2b)

где

ч cW = коэффициент теплопередачи (Вт / м 2 ° C )

Примечание! — это эмпирическое уравнение, которое может использоваться для скоростей от 2 до 20 м / с .

Air - heat transfer coefficient

Пример — конвективная теплопередача

Жидкость течет по плоской поверхности 1 м на 1 м. Температура поверхности 50 o C , температура жидкости 20 o C и коэффициент конвективной теплопередачи 2000 Вт / м 2o С . Конвективную теплопередачу между более горячей поверхностью и более холодным воздухом можно рассчитать как

q = (2000 Вт / (м 2o C)) ((1 м) (1 м)) ((50 o C) — (20 o C))

= 60000 (Вт)

= 60 (кВт)

Калькулятор конвективной теплопередачи

Таблица конвективной теплопередачи

Convective heat transfer chart

.