Vad är konvektionskylning?

February 10

Konvektion kylning är någon överföring av värme som uppstår ur en rörelse av vätska. Både vätskor och gaser kan uppvisa konvektionskylning, och effekten kan vara naturlig eller påtvingad. Naturlig kylning sker från värmeöverföring på grund av förändringar i täthet av vätskan, såsom varm luft stiger och svalare luft förlisningen. Forcerad konvektion uppstår när någon yttre kraft tillsätts för att flytta vätska, såsom en fläkt rörlig luft eller en sked omrörning en vätska.

Värmeöverföring sker främst från ledning och konvektion. Conduction är en överföring av värme genom något material, utan förflyttning av materialet. Ett exempel på lednings är en metallpanna upphettas av en flamma på en gasspis. Gaslågan värmer undersidan av pannan, och överledning kommer att överföra värme till den återstående delen av pannan. När värmen är avstängd, kommer konvektion kyler pannan som värmeöverföringar och stiger över till luften runt pannan.

Naturlig konvektion kylning sker i jordens atmosfär och hav. Luft värms upp av uppvärmningen av jorden och stiger. Som luft stiger, kyls den och återvänder till ytan, skapa globala luftcirkulation och vädermönster. Havsströmmar bär varmt vatten till kallare hav och svalare vatten sjunker och flyttar till varmare regioner. Solljus tillför energi genom att värma luft eller vatten, och jordens rotation ger lite energi, men rörelsen anses naturligt snarare än påtvingad.

Konvektionskylning sker inne i jorden liksom. Den härdsmältan, uppvärmd av sönderfall av radioaktiva grundämnen, stiger mot den yttre skorpan på vår planet. Konvektion kyler det smälta kärnmaterialet och det rör sig långsamt tillbaka till centrum. Denna rörelse orsakar våra kontinenter sakta röra ovanpå den smälta kärnan, ett fenomen som kallas tektoniska plattan rörelse.

Tvångs kylning är vanligt i hem och företag. Luftkonditionerings- och uppvärmningssystem som används forcerad luft konvektion att förflytta värme i eller ut ur en byggnad. Fans inne elektroniska utrustning som används forcerad konvektion kylning flytta luft över elektroniska komponenter. Refrigeration system använder fläktar både för att avlägsna värme från kondensorslingorna, men också för att kyla kompressorn och flytta luften inuti det kylda utrymmet.

Kylfläktar har visat konvektion effekter i århundraden. Med uppfinningen av el, skulle elmotorer användas för att driva tabletop och takfläktar. Sofistikerad takfläktar innehåller termostater för att automatiskt styra deras funktioner har funnits sedan slutet av 20-talet. Alla förlitar sig på samma princip för att kyla den mänskliga kroppen genom att förflytta luft över huden.

Konvektion kan kombineras med indunstning för att förbättra kylningsprestanda. Evaporativa kylsystem, som använder varmluft passera genom en våt avdunstning pad att kyla invändiga utrymmen, är populära i områden med mycket låg luftfuktighet. Dessa system kyla det inre utrymmet genom att avlägsna värme från den inkommande luften genom avdunstning. Den resulte luftström är svalare, men innehåller mer fukt. Evaporativa system inte fungerar bra i områden med högre relativ luftfuktighet, eftersom kylningen inte kommer att inträffa och interiören kan bli ganska fuktigt.

  • Tektonisk plattrörelse orsakas av konvektionskylning.
  • Konvektionskylning uppstår när lågan har stängts av på en gasspis, och värmen börjar lämna pannan.