Табиғи және еріксіз конвекцияның негізгі айырмашылығы мынада: табиғи конвекцияда сұйықтықтың қозғалысына табиғи жолдар әсер етеді, ал мәжбүрлі конвекцияда сұйықтықтардың қозғалысына сыртқы құралдар әсер етеді. Жылу берумен байланысты табиғи және еріксіз конвекция арасындағы айырмашылық табиғи конвекцияда жылу тасымалдағышына әсер ететін сыртқы факторлардың болмауында, ал сыртқы факторлар мәжбүрлі конвекцияда жылу беруді тудыруы мүмкін.
Конвекция - сұйықтықтағы (мысалы, газ немесе сұйықтық) молекулаларының жаппай қозғалысы арқылы жылу беру әдісі. Сұйықтық қозғалысының басталу жолына қарай ол табиғи және мәжбүрлі конвекция болып екі түрге бөлінеді.
Табиғи конвекция дегеніміз не?
Табиғи конвекция – сұйықтың қозғалысына табиғи құралдар әсер ететін жылу беру әдісі. Сыртқы фактілердің әсері жоқ. Сұйықтықтағы молекулалардың бұл қозғалысы бір сұйықтықтың әртүрлі аймақтарының тығыздықтарының айырмашылығына байланысты. Сұйықтықтың тығыздығы қызған кезде азаяды және керісінше. Бұл сұйықтықтың термиялық кеңеюіне байланысты (температураның жоғарылауымен молекулалардың жылдамдығы артады, бұл сұйықтық көлемінің ұлғаюына әкеледі. Көлемі ұлғайғанымен, массасы тұрақты болып қалады. Сондықтан тығыздық азаяды).
Сұйықтықты ыдыстағы түбінен қыздырған кезде сұйықтықтың төменгі қабатының тығыздығы азаяды. Содан кейін төменгі тығыздық аймағы контейнердің жоғарғы жағына жылжуға бейім. Содан кейін контейнердің жоғарғы жағындағы салқындатқыш сұйықтық төменгі аймақты ауыстырады. Бұл жалғасады, нәтижесінде конвекция пайда болады.
01-сурет: Табиғи конвекция механизмі
Табиғи конвекция мысалдарына қалыпты ауада ұстаған кезде пісірілген жұмыртқаны салқындату, салқын сусын құтысының салқынын жоғалту және т.б. жатады. Табиғи конвекция механизмін қарастырғанда, біріншіден, конвекцияның сыртқы температурасы. ыстық зат (суық ауада ұсталған) төмен түседі. Бұл кезде объектіге іргелес ауаның температурасы жылу беру есебінен көтеріледі. Содан кейін осы көршілес ауа қабатының тығыздығы төмендейді. Нәтижесінде ауа жоғары көтеріледі. Бұл аймақты суық ауа алмастырады. Содан кейін конвекция жалғасады. Соңында нысан суытады.
Мәжбүрлі конвекция дегеніміз не?
Мәжбүрлі конвекция – сұйықтықтың қозғалысына сыртқы құралдар әсер ететін жылу беру әдісі. Онда сұйықтық қозғалысын жасау үшін сорғы, желдеткіштер, сору құрылғылары және т.б. сияқты сыртқы көздер пайдалы. Бұл әдіс өте құнды, себебі ол қыздырылған нысаннан жылуды тиімді тасымалдай алады. Бұл механизмнің кейбір кең таралған мысалдарына ауаны баптау, бу турбиналары, т.б. жатады.
Мәжбүрлі конвекция механизмін қарастыратын болсақ, оның табиғи жолға қарағанда күрделі механизмі бар. Себебі, бұл әдісте біз екі факторды реттеуіміз керек; сұйықтықтың қозғалысы және жылу өткізгіштігі. Бұл екі фактордың тығыз байланысы бар, өйткені сұйықтық қозғалысы жылу беруді күшейте алады. Мысалы: сұйықтықтың қозғалыс жылдамдығы неғұрлым жоғары болса, жылу тасымалдануы да жоғары болады.
Табиғи және мәжбүрлі конвекцияның айырмашылығы неде?
Табиғи конвекция – сұйықтың қозғалысына табиғи жолдар әсер ететін жылу беру әдісі. Мәжбүрлі конвекция - сұйықтықтың қозғалысы сыртқы құралдардың әсерінен болатын жылу беру әдісі. Жылу тасымалына әсер ететін факторларды қарастырғанда табиғи конвекцияда жылу берілуге әсер ететін сыртқы факторлар жоқ, ал сыртқы факторлар мәжбүрлі конвекцияда жылу беруді тудыруы мүмкін.
Табиғи конвекциядағы сұйықтық қозғалысы қыздыру кезінде сұйықтықтың тығыздығының өзгеруі нәтижесінде пайда болады. Дегенмен, мәжбүрлі конвекциядағы сұйықтық қозғалысы сорғы, желдеткіш, сору құрылғылары сияқты сыртқы көздің нәтижесінде пайда болады. Қалыпты ауада ұстаған кезде пісірілген жұмыртқаны салқындату, салқын сусынның салқындауын жоғалту, т.б. табиғи конвекцияға мысал ретінде, ал ауаны конвекциялау, бу турбиналары және т.б. мәжбүрлі конвекция мысалдары болып табылады.
Қорытынды – Табиғи және мәжбүрлі конвекция
Конвекция табиғи конвекция және мәжбүрлі конвекция болып екі түрде болады. Табиғи және еріксіз конвекцияның айырмашылығы мынада: табиғи конвекцияда табиғи құралдар сұйықтықтың қозғалысына әсер етеді, ал мәжбүрлі конвекцияда сыртқы құралдар сұйықтықтың қозғалысына әсер етеді.
