Ključna razlika između prirodne i prisilne konvekcije je u tome što u prirodnoj konvekciji na kretanje tekućine utječu prirodni faktori, dok u prisilnoj konvekciji na gibanje tekućina utječu vanjski faktori. Razlika između prirodne i prisilne konvekcije koja se odnosi na prijenos topline je u tome što nema vanjskih čimbenika koji utječu na prijenos topline u prirodnoj konvekciji, dok vanjski čimbenici mogu uzrokovati prijenos topline u prisilnoj konvekciji.
Konvekcija je metoda prijenosa topline kretanjem molekula u tekućini (kao što je plin ili tekućina). Po načinu pokretanja kretanja tekućine postoji dvije vrste: prirodna i prisilna konvekcija.
Što je prirodna konvekcija?
Prirodna konvekcija je metoda prijenosa topline u kojoj prirodna sredstva utječu na gibanje tekućine. Nema utjecaja vanjskih činjenica. Ovo kretanje molekula u tekućini nastaje zbog razlika između gustoća različitih područja iste tekućine. Gustoća fluida se smanjuje kada se zagrijava i obrnuto. To je zbog toplinskog širenja tekućine (brzina molekula raste s porastom temperature, što rezultira povećanjem volumena tekućine. Iako se volumen povećava, masa ostaje konstantna. Stoga se gustoća smanjuje).
Kada zagrijavamo tekućinu u posudi od njezina dna, gustoća donjeg sloja tekućine se smanjuje. Tada se područje manje gustoće nastoji pomaknuti prema vrhu spremnika. Tada hladnija tekućina na vrhu spremnika zamjenjuje donji dio. Ovo se nastavlja, kao rezultat toga dolazi do konvekcije.
Slika 01: Mehanizam prirodne konvekcije
Primjeri prirodne konvekcije uključuju hlađenje kuhanog jajeta kada se drži na normalnom zraku, gubitak hladnoće limenke hladnog pića, itd. Kada se razmatra mehanizam prirodne konvekcije, prvo, temperatura vanjskog dijela vrući predmet (koji se drži na hladnom zraku) pada. Istodobno će temperatura zraka u blizini objekta porasti zbog prijenosa topline. Tada se gustoća ovog susjednog sloja zraka smanjuje. Kao rezultat toga, zrak se diže prema gore. Hladan zrak će zamijeniti ovo područje. Zatim se konvekcija nastavlja. Na kraju će se objekt ohladiti.
Što je prisilna konvekcija?
Prisilna konvekcija je metoda prijenosa topline u kojoj vanjska sredstva utječu na gibanje tekućine. Tu su vanjski izvori kao što su pumpanje, ventilatori, usisni uređaji itd. korisni u stvaranju gibanja tekućine. Ova metoda je vrlo vrijedna jer može učinkovito prenijeti toplinu s grijanog objekta. Neki uobičajeni primjeri ovog mehanizma uključuju klima uređaje, parne turbine itd.
Kada se razmatra mehanizam prisilne konvekcije, on ima kompliciraniji mehanizam od prirodnog načina. To je zato što u ovoj metodi moramo regulirati dva faktora; gibanje fluida i provođenje topline. Ova dva čimbenika imaju jaku vezu budući da gibanje tekućine može poboljšati prijenos topline. Primjer: veća brzina gibanja tekućine, veći su prijenosi topline.
Koja je razlika između prirodne i prisilne konvekcije?
Prirodna konvekcija je metoda prijenosa topline u kojoj se na gibanje tekućine utječe prirodnim putem. Prisilna konvekcija je metoda prijenosa topline u kojoj na gibanje fluida utječu vanjski faktori. Kada se razmatraju čimbenici koji utječu na prijenos topline, ne postoje vanjski čimbenici koji utječu na prijenos topline u prirodnoj konvekciji, dok vanjski čimbenici mogu uzrokovati prijenos topline u prisilnoj konvekciji.
Gibanje fluida u prirodnoj konvekciji nastaje kao rezultat promjene gustoće fluida pri zagrijavanju. Međutim, gibanje tekućine u prisilnoj konvekciji nastaje kao rezultat vanjskog izvora kao što su pumpanje, ventilator, usisni uređaji. Hlađenje kuhanog jajeta kada se drži na normalnom zraku, gubitak hladnoće limenke hladnog pića itd. mogu se uključiti kao primjeri prirodne konvekcije, a klima uređaji, parne turbine itd. primjeri su prisilne konvekcije.
Sažetak – prirodna naspram prisilne konvekcije
Konvekcija postoji u dva oblika kao prirodna konvekcija i prisilna konvekcija. Razlika između prirodne i prisilne konvekcije je u tome što u prirodnoj konvekciji prirodna sredstva utječu na gibanje tekućine, dok u prisilnoj konvekciji vanjska sredstva utječu na gibanje tekućine.
