Ključna razlika između prirodne i prisilne konvekcije je u tome što u prirodnoj konvekciji na kretanje fluida utiču prirodni načini, dok se kod prisilne konvekcije na kretanje fluida utječu vanjski načini. Razlika između prirodne i prisilne konvekcije koja se odnosi na prijenos topline je u tome što ne postoje vanjski faktori koji utiču na prijenos topline u prirodnoj konvekciji, dok vanjski faktori mogu uzrokovati prijenos topline u prisilnoj konvekciji.
Konvekcija je metoda prijenosa topline putem masovnog kretanja molekula u fluidu (kao što je plin ili tekućina). Postoji dva tipa kao prirodna i prisilna konvekcija prema načinu iniciranja kretanja fluida.
Šta je prirodna konvekcija?
Prirodna konvekcija je metoda prenosa toplote u kojoj prirodna sredstva utiču na kretanje fluida. Nema uticaja spoljnih činjenica. Ovo kretanje molekula u tečnosti je posledica razlika između gustoće različitih regiona iste tečnosti. Gustoća fluida se smanjuje kada se zagrije i obrnuto. To je zbog termičkog širenja fluida (brzina molekula raste sa porastom temperature, što rezultira povećanjem zapremine fluida. Iako se zapremina povećava, masa ostaje konstantna. Stoga se gustina smanjuje).
Kada zagrejemo tečnost u posudi sa njenog dna, gustina donjeg sloja tečnosti se smanjuje. Tada područje niže gustine teži da se pomakne na vrh kontejnera. Tada rashladna tečnost na vrhu posude zamjenjuje donji dio. Ovo se nastavlja, kao rezultat dolazi do konvekcije.
Slika 01: Mehanizam prirodne konvekcije
Primjeri prirodne konvekcije uključuju hlađenje kuhanog jajeta kada se drži na normalnom zraku, gubitak hladne limenke za hladno piće, itd. Kada se razmatra mehanizam prirodne konvekcije, prvo, temperatura vanjske strane vrući predmet (čuvan na hladnom zraku) pada. U isto vrijeme, temperatura zraka u blizini objekta će porasti zbog prijenosa topline. Tada se smanjuje gustina ovog susjednog sloja zraka. Kao rezultat, zrak se diže prema gore. Hladan vazduh će zameniti ovu regiju. Zatim se konvekcija nastavlja. Na kraju, predmet će se ohladiti.
Šta je prisilna konvekcija?
Prisilna konvekcija je metoda prijenosa topline u kojoj vanjska sredstva utiču na kretanje fluida. Tu su vanjski izvori poput pumpanja, ventilatora, usisnih uređaja itd. korisni u generiranju kretanja fluida. Ova metoda je vrlo vrijedna jer može efikasno prenijeti toplinu sa zagrijanog predmeta. Neki uobičajeni primjeri ovog mehanizma uključuju klima uređaj, parne turbine, itd.
Kada se uzme u obzir mehanizam prisilne konvekcije, on ima komplikovaniji mehanizam od prirodnog. To je zato što, u ovoj metodi, moramo regulisati dva faktora; kretanje fluida i provodljivost toplote. Ova dva faktora imaju jaku vezu jer kretanje fluida može poboljšati prijenos topline. Na primjer: veća brzina kretanja fluida, veći je prijenos topline.
Koja je razlika između prirodne i prisilne konvekcije?
Prirodna konvekcija je metoda prenosa toplote u kojoj se na kretanje fluida utiče prirodnim putem. Prisilna konvekcija je metoda prijenosa topline u kojoj se na kretanje fluida utječe vanjskim sredstvima. Kada se razmatraju faktori koji utječu na prijenos topline, ne postoje vanjski faktori koji utiču na prijenos topline u prirodnoj konvekciji, dok vanjski faktori mogu uzrokovati prijenos topline u prisilnoj konvekciji.
Kretanje fluida u prirodnoj konvekciji nastaje kao rezultat promene gustine fluida kada se zagreje. Međutim, kretanje fluida u prisilnoj konvekciji nastaje kao rezultat vanjskog izvora kao što su pumpa, ventilator, usisni uređaji. Hlađenje kuvanog jajeta kada se drži na normalnom vazduhu, gubitak hladnoće limenke za hladno piće, itd. mogu se uključiti kao primeri prirodne konvekcije, a klimatizacija, parne turbine, itd. su primeri prisilne konvekcije.
Sažetak – prirodna vs prisilna konvekcija
Konvekcija je u dva oblika kao prirodna konvekcija i prisilna konvekcija. Razlika između prirodne i prisilne konvekcije je u tome što, u prirodnoj konvekciji, prirodna sredstva utiču na kretanje fluida, dok kod prisilne konvekcije spoljašnja sredstva utiču na kretanje fluida.
