Interested Article - Конвекция

Эта иллюстрация показывает расчётную картину конвективного движения в мантии Земли

Конвекция (от лат. convectiō — «перенесение») — вид теплообмена (теплопередачи) , при котором внутренняя энергия передаётся струями и потоками самого вещества. Существует так называемая естественная конвекция , которая возникает в веществе самопроизвольно при его неравномерном нагревании в поле тяготения. При такой конвекции нижние слои вещества нагреваются, становятся легче и всплывают, а верхние слои, наоборот, остывают, становятся тяжелее и опускаются вниз, после чего процесс повторяется снова и снова. При некоторых условиях процесс перемешивания самоорганизуется в структуру отдельных вихрей и получается более или менее правильная решётка из конвекционных ячеек.

Различают ламинарную и турбулентную конвекцию.

Естественной конвекции обязаны многие атмосферные явления , в том числе, образование облаков . Благодаря тому же явлению движутся тектонические плиты . Конвекция ответственна за появление гранул на Солнце .

При вынужденной (принудительной) конвекции перемещение вещества обусловлено действием внешних сил (насос, лопасти вентилятора и т. п.). Она применяется, когда естественная конвекция является недостаточно эффективной.

Конвекцией также называют перенос теплоты, массы или электрических зарядов движущейся средой.

Виды конвекции

Естественная — нагревание/остывание жидкости, воздуха в комнате, воды в океане, устойчивые ветра (пассаты, муссоны).

Вынужденная — перемешивание жидкости или газа (мешалкой, ложкой, насосом, вентилятором).

Виды конвекции по причине появления

— обычная, под действием разности температур в поле гравитации , из-за силы Архимеда
- Ячейки Бенара
— под действием силы поверхностного натяжения
— под действием градиента концентрации растворённого вещества ( осмос , см. также эффект Марангони )
— в магнитных жидкостях под действием магнитного поля в поле гравитации
— в сыпучих неоднородных средах
Термострессовая конвекция — под действием температурных напряжений
— перенос теплоты потоком вещества, возникающих в поле сил тяжести при неравномерном нагреве газообразных, текучих или сыпучих веществ. ^{[

источник не указан 4116 дней

]}

Математическое описание

Наиболее популярной моделью для описания конвекции в жидкостях и газах является приближение Буссинеска

См. также

Другие способы переноса теплоты

Ссылки

(видеурок, программа 8 класса)

Литература

Остроумов Г. А. Свободная тепловая конвекция в условиях внутренней задачи. Москва — Ленинград. Гостехиздат.— 1952.
Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Курс теоретической физики. Т. 6. Гидродинамика.— М.:Наука.— 1988.—736 с.— (§ 56 Свободная конвекция).
Гершуни Г. З., Жуховицкий Е. М. Устойчивость конвективных течений.— М.:Наука.— 1989.
Гершуни Г. З., Жуховицкий Е. М. Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости.— М.:Наука.— 1972.
Кригель А. М. О применимости приближения свободной конвекции к атмосферной турбулентности // Вестник Ленинградского гос. университета.— Сер.7.—1991.—Вып.2(14).—С.107-110.