Тепловая конвекция

Тепловая конвекция — это перенос тепла за счет движения массы жидкости, которая может быть либо жидкостью, либо, что чаще, воздухом. Движение молекул в конвективной среде жидкостей происходит при наличии температурного градиента между твердой поверхностью и окружающей ее жидкостью или при искусственно вызванном конвекционном течении. Конвекция зависит от подвижности жидкости и площади активной поверхности, подвергающейся воздействию текущей жидкости. Подвижность жидкости выражается коэффициентом теплопередачи, который представляет собой константу пропорциональности между тепловым потоком и термодинамической движущей силой потока тепла. Когда движение жидкости создается не внешним источником, а посредством выталкивающей силы, вызванной тепловыми градиентами между жидкостью и твердым телом, теплоперенос считается естественной конвекцией. Другими словами, естественная конвекция использует силу плавучести, вызванную температурным градиентом между жидкостью и твердым телом. Радиатор, работающий в этом режиме, называется пассивным радиатором, коэффициент теплопередачи которого находится в пределах 5-20 Вт/м2·К. Если поток создается с помощью внешних сил, теплопередача принудительная конвекция. Использование внешней силы, создаваемой вентиляторами, тепловыми трубками, синтетическими форсунками или элементами жидкостного охлаждения для увеличения теплопередачи, называется активным охлаждением. При принудительной конвекции скорость воздуха, проходящего через радиатор, может быть значительно выше, чем при естественной конвекции, с коэффициентами теплопередачи в диапазоне от 25 до 250 Вт/м2·К для воздуха и от 100 до 20,{{7} } Вт/м2·К для жидкостей.