Какова Естественная конвекция?
Естественная конвекция, также известная как свободная конвекция, является явлением, которое происходит, когда жидкость или газ перемещаются в результате изменений плотности, которые происходят в этом, а не в ответ на внешний источник движения, такого как лопасть или турбина. Свободная конвекция может быть замечена, неудивительно, в природе, где это играет роль во многих различных самопроизвольных процессах, и это может также быть замечено в управляемых человеком параметрах настройки, в пределах от кухни в лабораторию химии. Это отличается от вынужденной конвекции, в которой движение вызвано движением устройства, такого как лопасть, как замечено в конвекционной сушильной камере.
Свободная конвекция происходит, когда жидкости становятся непостоянными. Одна область становится нагревательным элементом чем остальные, теряя плотность, и это начинает повышаться, создавая малый поток. Поскольку это повышается, высокая температура передана окружающей более прохладной жидкости. Потоки и вихри появляются. В простом примере свободной конвекции, если Вы понижаете горячую воду, окрашенную с пищевым красителем в камеру прозрачного стекла неокрашенной холодной воды, будет возможно проследить движение окрашенной воды, пока смесь не стабилизируется и остановки движения.
Закон Ньютона Охлаждения играет критическую роль в естественной конвекции. Согласно Ньютону, уровень изменения, температурно-мудрого в пределах жидкости, может быть рассмотрен как пропорциональный различию между жидкостью и средой. Это влияет на естественную конвекцию, потому что изменяющиеся температуры создают неустойчивость, которая приводит к естественной конвекции. Например, погодные системы в большой степени под влиянием движения горячего и холодного воздуха, которые являются под влиянием солнечной радиации, входят в контакт с холодной водой, и т.д.
Кровообращение океанов в мире - прямое следствие естественной конвекции. Поскольку вода двигает полюса, она охлаждается и становится более плотной, снижаясь к основанию. Тем временем, вода, двигающая экватор, нагревается и становится легче, повышаясь до поверхности. Это создает серию сложных потоков всюду по океану, которые производят непрерывное кровообращение, держа воду в океане в постоянном движении.
Теория конвекции также объясняет другие самопроизвольные процессы, такие как движение жидкостей ниже корки Земли. Сдвиг жидкостей ниже наших нижних точек играет роль во многих самопроизвольных процессах, с этими жидкостями, постоянно перемещающимися в результате температурных изменений в Земле. Конвекционные токи могут также пересечься друг с другом, как замечено во взаимодействии между океанскими и погодными системами и около океана, которые являются под влиянием температурных изменений, вызванных движением океанских потоков.