Konwekcja grzegorz Flis I TR

advertisement
KONWEKCJA
GRZEGORZ FLIS
ITR

Konwekcja – proces przekazywania ciepła
związany z makroskopowym ruchem materii w
płynie; gazie, cieczy bądź plazmie, np. powietrzu,
wodzie, plazmie gwiazdowej. Czasami przez
konwekcję rozumie się również sam ruch materii
związany z różnicami temperatur, który prowadzi
do przenoszenia ciepła. Ruch ten precyzyjniej
nazywa się prądem konwekcyjnym.
KONWEKCJA
JAKO PROCES
WYRÓŻNIA SIĘ:
KONWEKCJĘ SWOBODNĄ – RUCH PŁYNU JEST WYWOŁANY RÓŻNICAMI GĘSTOŚCI
WYWOŁANYMI KONWEKCJĄ.
KONWEKCJĘ WYMUSZONĄ – WYSTĘPUJE RUCH PŁYNU NIE WYNIKAJĄCY Z KONWEKCJI,
WYWOŁYWANY PRZEZ CZYNNIKI ZEWNĘTRZNE URZĄDZENIA WENTYLACYJNE, WIATR ITP.
W UKŁADACH
FIZYCZNYCH CZĘSTO WYSTĘPUJE KONWEKCJA MIESZANA, BĘDĄCĄ ZŁOŻENIEM
OBU TYPÓW KONWEKCJI. ILOŚĆ PRZEKAZANEGO CIEPŁA PRZEZ KONWEKCJĘ ZALEŻY OD
SZYBKOŚCI RUCHU PŁYNU, DLATEGO W CELU ZWIĘKSZENIA PRZEKAZYWANIA CIEPŁA W
KOMPUTERACH, CHŁODNICACH SAMOCHODOWYCH ITP. STOSUJE SIĘ WENTYLATORY
ZWIĘKSZAJĄCE PRĘDKOŚĆ PRZEPŁYWU POWIETRZA.
Rysunek przedstawia rozkład
temperatury wywołany konwekcją
(czerwień - wyższa temperatura,
niebieski - niższa) uzyskany jako
symulacja komputerowa. Gorące,
lżejsze położone niżej warstwy
tworzą pióropusze gorącej materii,
podobnie chłodniejszy materiał z
góry przenosi się w dół. W
symulacji przyjęto parametry
substancji takie jak konwekcji w
płaszczu Ziemi.
PRĄD KONWEKCYJNY
KAŻDA KONWEKCJA
WYNIKA Z ISTNIENIA PRĄDU KONWEKCYJNEGO.
W KONWEKCJI
NATURALNEJ PRĄD TEN POWODOWANY RÓŻNICĄ GĘSTOŚCI POMIĘDZY OBSZARAMI O RÓŻNEJ
TEMPERATURZE W PŁYNIE.
W STANIE STACJONARNYM PRĄDY KONWEKCYJNE TWORZĄ
ZAMKNIĘTE PĘTLE - KOMÓRKI KONWEKCYJNE. KOMÓRKA KONWEKCYJNA, W DANYCH
WARUNKACH (RÓŻNICY TEMPERATUR, LEPKOŚCI PŁYNU) MA PEWNE MINIMALNE ROZMIARY.
JEŻELI OBJĘTOŚĆ, W KTÓREJ ZNAJDUJE SIĘ PŁYN, JEST MNIEJSZA OD MINIMALNEGO
ROZMIARU KOMÓRKI KONWEKCYJNEJ, WÓWCZAS PRĄD KONWEKCYJNY NIE POWSTAJE I
ZJAWISKO KONWEKCJI NIE ZACHODZI. EFEKT TEN MA KLUCZOWE ZNACZENIE W
KONSTRUOWANIU MATERIAŁÓW IZOLACYJNYCH, W KTÓRYCH WYSTĘPUJĄ PRZESTRZENIE
WYPEŁNIONE POWIETRZEM.
PRZYKŁADY
RUCHÓW KONWEKCYJNYCH:
GORĄCE GAZY UNOSZĄCE SIĘ DO GÓRY NAD PŁOMIENIEM
– ROZEDRGANE POWIETRZE TWORZĄCE
DZIEŃ (NP. NAD ROZGRZANYM ASFALTEM)
ŚREŻOGA
WRAŻENIE MGŁY W GORĄCY I UPALNY
DELIKATNY RUCH WODY PODCZAS PODGRZEWANIA (WIDOCZNY W NACZYNIU JAKO
RUSZAJĄCA SIĘ DELIKATNA "MGIEŁKA").
PRĄDY KONWEKCYJNE W ATMOSFERZE SĄ PRZYCZYNĄ POWSTAWANIA NIEKTÓRYCH
RODZAJÓW CHMUR (GŁ. CHMUR KŁĘBIASTYCH: CUMULUS I CUMULONIMBUS).
Powstawanie komórek konwekcyjnych
KONWEKCJA CIEPŁA
POWIETRZE W POKOJU OGRZEWA SIĘ OD ROZGRZANEGO PIECA LUB GRZEJNIKA KALORYFERA.
NAJPIERW OGRZEWA SIĘ WARSTWA POWIETRZA POŁOŻONEGO BLISKO PIECA LUB GRZEJNIKA.
OGRZANE POWIETRZE ROZSZERZA SIĘ, JEGO GĘSTOŚĆ STAJE SIĘ MNIEJSZA I UNOSI SIĘ ONO DO
GÓRY. NA JEGO MIEJSCE WCHODZI POWIETRZE CHŁODNE, KTÓRE NASTĘPNIE TAKŻE SIĘ OGRZEWA I
UNOSI DO GÓRY. NASTĘPUJE KRĄŻENIE (CYRKULACJA) POWIETRZA PO POKOJU; NOSI ONO NAZWĘ
PRĄDÓW KONWEKCYJNYCH, A SAMO ZJAWISKO POWSTAWANIA PRĄDÓW NOSI NAZWĘ KONWEKCJI.
JEŚLI PIEC STOI PRZY ŚCIANIE NAPRZECIW OKNA TO CHŁODNE POWIETRZE PRZESUWA SIĘ NAD
PODŁOGĄ OD OKNA DO PIECA, TAM OGRZEWA SIĘ I UNOSI DO SUFITU, A POD SUFITEM PRZESUWA SIĘ
W STRONĘ OKNA, TAM OCHŁADZA SIĘ I OPADA KU DOŁOWI. TEMPERATURA W POKOJU JEST WIĘC
STALE NIŻSZA NAD PODŁOGĄ, A WYŻSZA POD SUFITEM, CO JEST NIEKORZYSTNE.
W PRZYPADKU OGRZEWANIA POMIESZCZEŃ KALORYFEREM USTAWIONYM POD OKNEM, PRĄD
POWIETRZA CIEPŁEGO UNOSZĄCEGO SIĘ ZNAD KALORYFERA ODDZIELA POKÓJ OD POWIETRZA
OCHŁODZONEGO PRZYCHODZĄCEGO OD STRONY OKIEN. W POKOJU JEST WIĘC BARDZIEJ
WYRÓWNANA TEMPERATURA, ALE POWIETRZE ZAWIERA MNIEJ PARY WODNEJ (JEST BARDZIEJ
SUCHE) I KONIECZNE JEST NAWILŻANIE.
OBECNIE CORAZ
SZERZEJ STOSUJE SIĘ OGRZEWANIE PODŁOGOWE I NASTĘPUJE OD DOŁU
RÓWNOMIERNE OGRZEWANIE CAŁEGO POMIESZCZENIA.
NIE MA POTRZEBY
OGRZEWANIA
POWIETRZA POD OKNEM, BOWIEM NOWE OKNA SĄ SZCZELNE I NIE PRZEWODZĄ CIEPŁA.
W PIWNICY ALBO NIEZBYT GŁĘBOKIEJ KOPALNI LATEM TEMPERATURA JEST ZDECYDOWANIE
NIŻSZA, NIŻ NA POWIERZCHNI. CIEPŁE POWIETRZE NIE MOŻE SIĘ PRZECIEŻ PRZEMIESZCZAĆ
W DÓŁ, A ZIMNE DO GÓRY. NIE MA WIĘC KONWEKCJI, A TO GŁÓWNIE DZIĘKI NIEJ
NASTĘPUJE WYMIANA CIEPŁA W GAZACH. BRAK RUCHU POWIETRZA POWODUJE, ŻE W
PIWNICACH I SZTOLNIACH UTRZYMUJE SIĘ WILGOĆ.
CIECZ W NACZYNIU NALEŻY PODGRZEWAĆ OD SPODU. GDY PODGRZEWAMY JĄ OD SPODU TO
NASTĘPUJE UNOSZENIE CZĄSTECZEK CIEPŁEJ CIECZY DO GÓRY I OGRZEWA SIĘ CAŁA
OBJĘTOŚĆ WODY.
OGRZEWANIE
GÓRNEJ LUB ŚRODKOWEJ CZĘŚCI NACZYNIA SPOWODUJE
OGRZANIE JEDYNIE GÓRNEJ CZĘŚCI CIECZY.
W CIAŁACH
STAŁYCH KONWEKCJA NIE
NASTĘPUJE, PONIEWAŻ CZĄSTECZKI NIE PORUSZAJĄ SIĘ RUCHEM POSTĘPOWYM.
W GORĄCYCH
KRAJACH LUDZIE NOSZĄ LUŹNE, BAWEŁNIANE STROJE.
GORĄCE
POWIETRZE
NIE DOCIERA WÓWCZAS DO ICH CIAŁ DZIĘKI WARSTWIE POWIETRZA POMIĘDZY SKÓRĄ A
UBRANIEM, A PRĄDY KONWEKCYJNE POD UBRANIEM ODPROWADZAJĄ ROZGRZANE CIEPŁE
POWIETRZE NA ZEWNĄTRZ.
KONWEKCJĘ
CIEPŁA SPOTYKAMY W PRZYRODZIE.
CIEPLEJSZA NIŻ POWIETRZE NAD NIĄ.
POWIETRZE
NAGRZANA
SŁOŃCEM
OGRZANE PRZEZ
GÓRĘ, TWORZĄC KONWEKCYJNY PRĄD TERMICZNY.
ZIEMIA JEST BYWA
ZIEMIĘ UNOSI SIĘ W
PTAKI WYKORZYSTUJĄ
KONWEKCYJNE
PRĄDY TERMICZNE, KRĄŻĄC W KONWEKCYJNYM PRĄDZIE POWIETRZA MOGĄ SIĘ WZNOSIĆ
WYŻEJ BEZ MACHANIA SKRZYDŁAMI.
W TAKI SAM SPOSÓB KORZYSTAJĄ Z PRĄDÓW
KONWEKCYJNYCH PILOCI SZYBOWCÓW I LOTNI, ABY ZWIĘKSZYĆ WYSOKOŚĆ LOTU.
PRZYKŁADEM KONWEKCJI SĄ RÓWNIEŻ PRĄDY MORSKIE. PRZENOSZĄ ONE CIEPŁE LUB
ZIMNE MASY WODY I MAJĄ BARDZO DUŻY WPŁYW NA KLIMAT KRAIN GEOGRAFICZNYCH.
Download
Random flashcards
123

2 Cards oauth2_google_0a87d737-559d-4799-9194-d76e8d2e5390

ALICJA

4 Cards oauth2_google_3d22cb2e-d639-45de-a1f9-1584cfd7eea2

Pomiary elektr

2 Cards m.duchnowski

Prace Magisterskie

2 Cards Pisanie PRAC

Create flashcards