Konvektion (Dansk)

konvektion forekommer i stor skala i atmosfærer, oceaner, planetariske mantler, og det giver mekanismen for varmeoverførsel for en stor del af det yderste interiør i vores sol og alle stjerner. Flydende bevægelse under konvektion kan være usynligt langsom, eller det kan være indlysende og hurtig, som i en orkan. På astronomiske skalaer menes konvektion af gas og støv at forekomme i accretion diske af sorte huller, ved hastigheder, der tæt kan nærme sig lysets.,

Heat transferEdit

konvektiv varmeoverførsel er en mekanisme for varmeoverførsel, der opstår på grund af bulkbevægelse (observerbar bevægelse) af væsker. Varme er den enhed af interesse, der advected (båret), og diffunderet (spredt)., Dette kan kontrasteres med ledende varmeoverførsel, som er overførsel af energi ved vibrationer på molekylært niveau gennem en fast eller væske og radiativ varmeoverførsel, overførsel af energi gennem elektromagnetiske bølger.

varme overføres ved konvektion i adskillige eksempler på naturligt forekommende væskestrøm, såsom vind, oceaniske strømme og bevægelser i jordens mantel. Konvektion bruges også i ingeniørpraksis i boliger, industrielle processer, køling af udstyr mv.,

hastigheden af konvektiv varmeoverførsel kan forbedres ved brug af en køleskab, ofte i forbindelse med en ventilator. For eksempel vil en typisk computer CPU have en specialfremstillet ventilator for at sikre, at dens driftstemperatur holdes inden for tolerable grænser.

Konvektion cellsEdit

En varmluft celle, også kendt som en Bénard celle, er en karakteristisk væske flow-mønster i mange konvektion systemer., En stigende mængde væske mister typisk varme, fordi den støder på en koldere overflade. I væske sker dette, fordi det udveksler varme med koldere væske gennem direkte udveksling. I eksemplet med Jordens atmosfære sker dette, fordi det udstråler varme. På grund af dette varmetab bliver væsken tættere end væsken nedenunder, som stadig stiger. Da det ikke kan falde ned gennem den stigende væske, bevæger den sig til den ene side. På en vis afstand overvinder dens nedadgående kraft den stigende kraft under den, og væsken begynder at falde ned., Når den falder ned, opvarmes den igen, og cyklen gentager sig selv.

Atmosfærisk convectionEdit

Atmosfærisk circulationEdit

Atmosfæriske cirkulation er den store bevægelse i luften, og er et middel, som termiske energi er fordelt på overfladen af Jorden, sammen med den meget langsommere (forsinkede) ocean circulation system., Den store struktur af den atmosfæriske cirkulation varierer fra år til år, men den grundlæggende klimatologiske struktur forbliver ret konstant.

Latitudinal cirkulation opstår, fordi indfaldende solstråling pr.enhedsareal er højest ved varmeækvatoren og falder, når breddegraden stiger og når minima ved polerne. Det består af to primære konvektion celler, Hadley-cellen og den polare vortex, med Hadley-cellen oplever stærkere konvektion på grund af frigivelse af latent varme energi ved kondensering af vanddamp i de højere luftlag i skydannelsen.,

Langsgående omsætning, på den anden side, der kommer, fordi havet har en højere specifik varmekapacitet end jord (og også termisk ledningsevne, som tillader varmen at trænge yderligere under overfladen ) og dermed absorberer og slipper mere varme, men den temperatur ændringer mindre end jord. Dette bringer havbrisen, luft afkølet af vandet, i land om dagen, og bærer landbrisen, luft afkølet ved kontakt med jorden, ud til havet om natten. Langsgående cirkulation består af to celler, Walkeralker cirkulation og El ni .o / sydlige svingning.,

WeatherEdit

Nogle mere lokal fænomener end de globale atmosfæriske bevægelse er også på grund af konvektion, herunder vind-og nogle af de hydrologiske cyklus. For eksempel er en fønvind en ned-hældning vind, der opstår på den modsatte side af en bjergkæde. Det er resultatet af den adiabatiske opvarmning af luft, der har tabt det meste af sin fugt på Luv skråninger., På grund af de forskellige adiabatiske bortfaldshastigheder for fugtig og tør luft, luften på læskråningerne bliver varmere end i samme højde på de luvskråninger.

en termisk søjle (eller termisk) er en lodret sektion af stigende luft i Jordens atmosfæres nedre højder. Termaler er skabt af den ujævne opvarmning af jordens overflade fra solstråling. Solen opvarmer jorden, som igen opvarmer luften direkte over den. Den varmere luft udvides, bliver mindre tæt end den omgivende luftmasse og skaber en termisk lav., Massen af lettere luft stiger, og som den gør, afkøles den ved ekspansion ved lavere lufttryk. Det holder op med at stige, når det er afkølet til samme temperatur som den omgivende luft. Forbundet med en termisk er en nedadgående strømning omkring den termiske søjle. Det nedadgående bevægelige ydre skyldes, at koldere luft forskydes øverst på det termiske. En anden konvektion-drevet vejr effekt er havet brise.

varm luft har en lavere densitet end kold luft, så varm luft stiger inden for køligere luft, svarende til varmluftsballoner. Skyer form som relativt varmere luft transporterer fugt stiger inden køligere luft. Når den fugtige luft stiger, afkøles den, hvilket får noget af vanddampen i den stigende luftpakke til at kondensere. Når fugten kondenserer, frigiver den energi, der kaldes latent kondensvarme, som gør det muligt for den stigende luftpakke at afkøle mindre end den omgivende luft, og fortsætter skyens opstigning., Hvis der er tilstrækkelig ustabilitet i atmosfæren, vil denne proces fortsætte længe nok til, at der dannes cumulonimbus-skyer, som understøtter lyn og torden. Generelt kræver tordenvejr tre betingelser for at danne: fugt, en ustabil luftmasse og en løftekraft (varme).

alle tordenvejr, uanset type, går gennem tre faser: udviklingsstadiet, det modne stadium og dissipationstrinnet. Den gennemsnitlige tordenvejr har en diameter på 24 km (15 mi). Afhængigt af de forhold, der er til stede i atmosfæren, tager disse tre faser i gennemsnit 30 minutter at gennemgå.,

Oceaniske circulationEdit

Solar stråling påvirker havene: varmt vand fra Ækvator har en tendens til at cirkulere mod polerne, mens kolde polare vand hoveder mod Ækvator. Overfladestrømmene dikteres oprindeligt af overfladevindforhold. Passatvindene blæser mod vest i troperne, og vesterlændingerne blæser mod øst på midterste breddegrader., Dette vindmønster anvender en stress på den subtropiske havoverflade med negativ krølle på tværs af den nordlige halvkugle og omvendt på tværs af den sydlige halvkugle. Den resulterende Sverdrup transport er ækvatorwardard., På grund af bevarelsen af potentielle vorticity forårsaget af poleward-vinde, der bevæger sig på den subtropiske højderyg vestlige periferi og den øgede relative vorticity af poleward at flytte vand, transport, er afbalanceret af en smal, hurtigere poleward strøm, som løber langs den vestlige grænse af havet bassin, opvejer effekten af friktion med den kolde vestlige grænse strøm, der stammer fra høje breddegrader. Den overordnede proces, kendt som vestlig intensivering, får strømme på den vestlige grænse af et havbassin til at være stærkere end dem på den østlige grænse.,

når det bevæger sig polewardard, undergår varmt vand transporteret med stærkt varmt vandstrøm fordampningskøling. Kølingen er vinddrevet: vind, der bevæger sig over vand, afkøler vandet og forårsager også fordampning, hvilket efterlader en saltere saltlage. I denne proces bliver vandet saltere og tættere. og falder i temperatur. Når havis dannes, er salte udeladt af isen, en proces kendt som saltlage udelukkelse. Disse to processer producerer vand, der er tættere og koldere. Vandet over det nordlige Atlanterhav bliver så tæt, at det begynder at synke ned gennem mindre salt og mindre tæt vand., (Den konvektive virkning er ikke ulig en lavalampe.) Denne do .ndraft af tungt, koldt og tæt vand bliver en del af Det Nordatlantiske dybe vand, en sydgående strøm.

Kappe convectionEdit

mantel konvektion er den langsomme krybende bevægelse af Jordens stenede mantel forårsaget af konvektionsstrømme, der bærer varme fra det indre af jorden til overfladen. Det er en af 3 drivkræfter, der får tektoniske plader til at bevæge sig rundt på jordens overflade.

jordens overflade er opdelt i et antal tektoniske plader, der kontinuerligt skabes og forbruges ved deres modsatte pladegrænser. Skabelse (accretion) opstår som Kappe føjes til de voksende kanter af en plade. Dette varme tilsatte materiale afkøles ved ledning og konvektion af varme., Ved pladens forbrugskanter er materialet termisk kontraheret for at blive tæt, og det synker under sin egen vægt under subduktionsprocessen ved en havgrav. Dette subducerede materiale synker til en dybde i Jordens indre, hvor det er forbudt at synke yderligere. Den subducerede oceaniske skorpe udløser vulkanisme.

Stack effectEdit

Stakken effekt eller skorstenseffekt, er den bevægelse af luft ind og ud af bygninger, skorstene, røggas, stakke eller andre beholdere på grund af opdrift., Opdrift opstår på grund af en forskel i indendørs-til-udendørs lufttæthed som følge af temperatur-og fugtforskelle. Jo større den termiske forskel og højden af strukturen er, desto større opdriftskraft og dermed stakeffekten. Stakken effekt hjælper med at drive naturlig ventilation og infiltration. Nogle køletårne fungerer efter dette princip; på samme måde er soludvindingstårnet en foreslået enhed til at generere elektricitet baseret på stakeffekten.,

Stjernernes physicsEdit

konvektionsområdet for en stjerne er det område af radier, hvor energi primært transporteres ved konvektion.

granuler på solens fotosfære er de synlige toppe af konvektionsceller i fotosfæren forårsaget af konvektion af plasma i fotosfæren. Den stigende del af granulerne er placeret i midten, hvor plasmaet er varmere. Den ydre kant af granulerne er mørkere på grund af det køligere faldende plasma., Et typisk granulat har en diameter i størrelsesordenen 1.000 kilometer og varer hver 8 til 20 minutter, før de spredes. Under fotosfæren er et lag med meget større “supergranuler” op til 30.000 kilometer i diameter med levetid på op til 24 timer.

Kogeredit

en konvektionsovn er en ovn, der har ventilatorer til at cirkulere luft omkring mad, ved hjælp af konvektionsmekanismen til at tilberede mad hurtigere end en konventionel ovn., Konvektionsovne fordeler varmen jævnt omkring maden, fjerner tæppet af køligere luft, der omgiver mad, når det først placeres i en ovn, og giver mad mulighed for at tilberede mere jævnt på kortere tid og ved en lavere temperatur end i en konventionel ovn. En konvektionsovn har en ventilator med et varmeelement omkring det. En lille ventilator cirkulerer luften i kogekammeret.