¿Cómo funciona la convección?

La energía térmica se puede transportar en tres modos y uno de ellos es la convección. Uno necesita diferenciar aquí entre la convección natural y forzada según lo especificado por otros escritores también.

La convección natural se observa en una base diaria donde el aire caliente (que es menos denso) se eleva forzando el aire más frío hacia abajo. Este proceso continúa transfiriendo cíclicamente el calor entre los diferentes estratos de la columna de aire. Esto podría suceder en la atmósfera o incluso en una habitación simple.

Alternativamente, los hornos de convección o AC o Fans causan una convección forzada. Esto significa que la circulación de aire es forzada. Por ejemplo: en un horno de convección, el aire caliente que rodea las bobinas es aspirado por el ventilador y forzado a recircular en toda la cámara. Esto hace que todo el horno se caliente uniformemente y hace que los alimentos se cocinen de manera más uniforme. O en el caso de los ventiladores, obligan al aire a circular / moverse y, por lo tanto, a transmitir la transferencia de calor.

Desde el punto de vista de la visualización, puede verificar estas simulaciones en convección

  • Convección natural en una bombilla
  • Convección de un condensador de refrigerador
  • Convección forzada debido a AC en una oficina

Normalmente, el aire o algún otro gas se transporta a través de la superficie de un objeto que se pretende enfriar o calentar. Los hornos de convección funcionan calentando el aire en un túnel de calor y luego soplándolo en la cámara de cocción, donde la turbulencia atrae el aire caliente por todas las superficies expuestas.

El enfriamiento por convección, como cuando usted sopla el café o el té, usa un gas relativamente más frío (o refrigerado) para eliminar el calor de la superficie de un objeto. Esto sucede cuando los átomos de gas entran en contacto con la superficie calentada, absorben esa energía y luego son transportados por presión positiva.

Además de esto, también hay un grado mucho más pequeño de enfriamiento radiante en el que los átomos de gas absorben la energía infrarroja que irradia el objeto caliente y también la arrastran.

Aunque este mecanismo también ocurre en los hornos de convección (en reversa), la contribución es sustancialmente menor en comparación con la transferencia por contacto directo.

En primer lugar, permítanme simplemente decir que no es un modo genuino de transferencia de calor a diferencia de la conducción y la radiación. Como cuando la transferencia de calor tiene lugar en un fluido con una velocidad de masa no nula, la condición del campo de flujo cambia y el impulso del fluido transporta la energía interna, pero el modo de transferencia de calor es la conducción. Por lo tanto, la conducción con la actualización del campo de flujo por advección es responsable de lo que llamamos convección . Como la velocidad del fluido lleva la energía interna, el impulso juega un factor clave para predecir la tasa de transferencia de calor; pero el mecanismo de transferencia de calor sigue siendo el mismo.

Usted puede preguntar, es que siempre el flujo de fluido es inducido por la bomba o el soplador ; la respuesta es NO, ¿por qué? debido a la alta temperatura, la densidad del fluido más cercana a cualquier pared caliente cambia y principalmente disminuye, por lo tanto, experimenta una fuerza neta de flotación en dirección ascendente y el fluido frío ocupa su lugar. y el ciclo continúa En general, esto se conoce como convección libre o natural, donde el campo de flujo cambia continuamente debido a la densidad. Pero aún así, en cualquier caso, el mecanismo de transferencia de calor es la conducción y la velocidad de transferencia de calor se calcula considerando la advección en el medio más la conducción. ¡Espero que esto borre tu concepto básico!

cuando una superficie sólida calentada está expuesta al calor líquido comenzará a pasar de la superficie a la capa de fluido adyacente por conducción. después de un tiempo, esta capa se expandirá y perderá densidad, por lo que se elevará y otra capa la reemplazará, y así sucesivamente, a esto se le llama convección natural. si se emplea cualquier dispositivo para acelerar el movimiento del fluido, la tasa de transferencia de calor aumentará y ahora se llama convección forzada. qué convección existe en el sistema depende de la fuente de movimiento. pueden coexistir y mejorar, oponerse o nunca afectarse entre sí.

El cálculo de la convección es un proceso tedioso que involucra tanto la mecánica de fluidos como la transferencia de calor, pero el parámetro dominante es la velocidad del fluido.