La diferència clau entre la convecció natural i la forçada és que en la convecció natural, el moviment del fluid està influenciat per mitjans naturals, mentre que, en la convecció forçada, el moviment dels fluids està influenciat per mitjans externs. La diferència entre la convecció natural i la forçada relacionada amb la transferència de calor és que no hi ha factors externs que afectin la transferència de calor en la convecció natural, mentre que els factors externs poden causar la transferència de calor en la convecció forçada.
La convecció és un mètode de transferència de calor mitjançant el moviment massiu de les molècules d'un fluid (com un gas o un líquid). Es presenta de dos tipus com a convecció natural i forçada segons la forma d'inici del moviment del fluid.
Què és la convecció natural?
La convecció natural és un mètode de transferència de calor en què els mitjans naturals influeixen en el moviment del fluid. No hi ha influència de fets externs. Aquest moviment de molècules en el fluid es deu a les diferències entre densitats de diferents regions del mateix fluid. La densitat d'un fluid disminueix quan s'escalfa i viceversa. Això es deu a l'expansió tèrmica del fluid (la velocitat de les molècules augmenta amb l'augment de la temperatura, la qual cosa provoca un augment del volum del fluid. Encara que el volum augmenta, la massa es manté constant. Per tant, la densitat disminueix).
Quan escalfem un fluid en un recipient des del seu fons, la densitat de la capa inferior del fluid disminueix. Aleshores, la regió de menor densitat tendeix a moure's cap a la part superior del contenidor. Aleshores, el fluid més fred a la part superior del recipient substitueix la regió inferior. Això continua, com a resultat, es produeix la convecció.
Figura 01: Mecanisme de convecció natural
Exemples de convecció natural inclouen refredar un ou cuit quan es manté a l'aire normal, pèrdua de frescor d'una llauna de beguda fresca, etc. Quan es considera el mecanisme de convecció natural, primer, la temperatura de l'exterior d'una llauna. objecte calent (mantingut a l'aire fred) cau. Al mateix temps, la temperatura de l'aire adjacent a l'objecte augmentarà a causa de la transferència de calor. Aleshores la densitat d'aquesta capa d'aire adjacent disminueix. Com a resultat, l'aire puja cap amunt. L'aire fred substituirà aquesta regió. Aleshores la convecció continua. Al final, l'objecte es refredarà.
Què és la convecció forçada?
La convecció forçada és un mètode de transferència de calor en què els mitjans externs influeixen en el moviment del fluid. Allà, fonts externes com bombeigs, ventiladors, aparells d'aspiració, etc. són útils per generar el moviment del fluid. Aquest mètode és molt valuós perquè pot transferir de manera eficient la calor d'un objecte escalfat. Alguns exemples habituals d'aquest mecanisme inclouen aire condicionat, turbines de vapor, etc.
Si es considera el mecanisme de convecció forçada, té un mecanisme complicat que el natural. Això és perquè, en aquest mètode, hem de regular dos factors; moviment de fluids i conducció de calor. Aquests dos factors tenen una forta connexió ja que el moviment del fluid pot millorar la transferència de calor. Ex: més gran és la velocitat de moviment del fluid, més grans són les transferències de calor.
Quina diferència hi ha entre la convecció natural i la forçada?
La convecció natural és un mètode de transferència de calor en el qual el moviment del fluid està influenciat per mitjans naturals. La convecció forçada és un mètode de transferència de calor en el qual el moviment del fluid està influenciat per mitjans externs. Quan es consideren els factors que afecten la transferència de calor, no hi ha factors externs que afectin la transferència de calor en convecció natural, mentre que els factors externs poden causar la transferència de calor en convecció forçada.
El moviment del fluid en convecció natural es genera com a resultat del canvi de la densitat del fluid quan s'escalfa. No obstant això, el moviment del fluid en convecció forçada es genera com a resultat d'una font externa com el bombeig, el ventilador, els dispositius d'aspiració. Refredar un ou cuit quan es manté a l'aire normal, la pèrdua de frescor d'una llauna de beguda fresca, etc. es poden incloure com a exemples de convecció natural, i l'aire condicionat, les turbines de vapor, etc. són exemples de convecció forçada.
Resum: convecció natural i forçada
La convecció té dues formes com la convecció natural i la convecció forçada. La diferència entre la convecció natural i la forçada és que, en la convecció natural, els mitjans naturals influeixen en el moviment del fluid, mentre que, en la convecció forçada, els mitjans externs influeixen en el moviment del fluid.
