Konvektio

Konvektio tapahtuu suuressa mittakaavassa ilmakehän, valtamerten, planeettojen mantles, ja se tarjoaa mekanismi lämmönsiirron suuri osa syrjäisimpien sisätilat auringon ja kaikki tähdet. Nesteen liikkuminen konvektion aikana voi olla näkymättömästi hidasta, tai se voi olla ilmiselvää ja nopeaa, kuten hurrikaanissa. Tähtitieteellisiä asteikot, konvektio kaasun ja pölyn arvellaan esiintyvän accretion levyjä, mustia aukkoja, nopeudella, joka voi tarkasti lähestymistapa, että valoa.,

Lämpöä transferEdit

Konvektiivinen lämmönsiirto on mekanismi, lämmön siirto tapahtuu, koska suurimman liikkeen (havaittavissa liikettä) nesteitä. Lämpö on taho, joka on kiinnostunut (kuljettaa) ja hajauttaa (hajauttaa)., Tätä voidaan verrata johtava heat transfer, joka siirtää energiaa tärinää molekyylitasolla kautta kiinteä tai neste, ja säteilevän lämmön siirtyminen, energian siirto läpi sähkömagneettisia aaltoja.

Lämpö siirtyy konvektiolla lukuisia esimerkkejä luonnossa esiintyvä nesteen virtaus, kuten tuuli -, oceanic virtaukset ja liikkeet Maapallon vaipan. Konvektiota käytetään myös kodeissa, teollisissa prosesseissa, laitteiden jäähdytyksessä jne.,

konvektiivisen lämmönsiirron nopeutta voidaan parantaa käyttämällä jäähdytyselementtiä, usein yhdessä tuulettimen kanssa. Esimerkiksi tyypillisessä tietokoneen suorittimessa on tarkoitukseen tehty tuuletin, jolla varmistetaan, että sen käyttölämpötila pidetään siedettävissä rajoissa.

Konvektio cellsEdit

konvektion solujen, joka tunnetaan myös Bénard solu, on tyypillistä nesteen virtaus kuvio monissa konvektio-järjestelmät., Nouseva nesteruumis menettää tyypillisesti lämpöä, koska se kohtaa kylmemmän pinnan. Nesteessä tämä tapahtuu, koska se vaihtaa lämmön kylmempään nesteeseen suoran vaihdon kautta. Esimerkkinä maan ilmakehästä tämä tapahtuu, koska se säteilee lämpöä. Tämän lämpöhäviön vuoksi nesteestä tulee tiheämpää kuin sen alla olevasta nesteestä,joka nousee edelleen. Koska se ei pysty laskeutumaan nousevan nesteen läpi, se siirtyy toiselle puolelle. Jonkin matkan päästä sen alaspäin suuntautuva voima voittaa sen alla olevan nousevan voiman, ja neste alkaa laskeutua., Laskeutuessaan se lämpenee uudelleen ja kierto toistaa itseään.

Ilmakehän convectionEdit

Ilmakehän circulationEdit

Ilmakehän kiertokulussa on laajamittainen liikkuminen ilman, ja on keino, jonka avulla lämpö-energia on jakautunut Maapallon pinta-alasta, yhdessä paljon hitaammin (jäänyt) valtameren liikkeeseen järjestelmä., Suuren mittakaavan rakenne ilmakehän liikkeeseen vaihtelee vuosittain, mutta perus ilmastolliset rakenne pysyy melko vakiona.

Pituus-liikkeeseen tapahtuu, koska tapaus auringon säteily pinta-alayksikköä kohti on korkein lämpöä päiväntasaajalta, ja pienenee, kun leveys kasvaa saavuttaen minimit navoilla. Se koostuu kaksi ensisijainen konvektion solujen, Hadleyn solu-ja polar vortex, jossa Hadleyn solu kokee vahvempi konvektion vuoksi vapauttamaan latentti energia kondensoimalla vesihöyryä korkeammalla aikana pilvi muodostumista.,

Pitkittäinen liikkeeseen, toisaalta, tulee siitä, koska meri on suurempi ominaislämpö kapasiteetti kuin maa (ja myös lämmönjohtavuus, jolloin lämmön tunkeutua edelleen pinnan alla ) ja siten imee ja vapauttaa enemmän lämpöä, mutta lämpötila muuttuu vähemmän kuin maalla. Tämä tuo merituuli, ilma jäähdyttää vettä, rantaan päivällä, ja kuljettaa maa, tuuli, ilma jäähdyttää kosketusta maahan, merelle yöllä. Pitkittäinen liikkeeseen muodostuu kaksi solua, Walker liikkeeseen ja El Nino / Southern Oscillation.,

WeatherEdit

Jotkut enemmän paikallisia ilmiöitä kuin maailmanlaajuinen ilmakehän liikkeen johtuvat myös konvektio, kuten tuuli-ja osa hydrologisen kierron. Esimerkiksi vaahtotuuli on alamäkituuli, jota esiintyy vuorijonon myötätuulessa. Se johtuu ilman adiabaattisesta lämpenemisestä, joka on pudottanut suurimman osan kosteudestaan Tuulen suuntaisille rinteille., Koska eri adiabaattinen raukeaa hinnat kostea ja kuiva ilma, ilma suojan rinteet tulee lämpimämpi kuin samalla korkeudella windward rinteillä.

lämpö sarake (tai lämpö) on pystysuora osa nouseva ilma alentaa korkeuksissa Maan ilmakehään. Termaalit syntyvät maan pinnan epätasaisesta kuumenemisesta auringon säteilystä. Aurinko lämmittää maata, mikä puolestaan lämmittää ilmaa suoraan sen yläpuolella. Lämpimämpi ilma laajenee ja muuttuu ympäröivää ilmamassaa vähemmän tiheäksi ja luo lämpöhäviön., Kevyemmän ilman massa nousee, ja kuten se tekee, se jäähtyy laajenemalla alemmilla ilmanpaineilla. Se lakkaa nousemasta, kun se on jäähtynyt samaan lämpötilaan ympäröivän ilman kanssa. Lämpöön liittyy lämpökolonnia ympäröivä alaspäin suuntautuva virtaus. Alaspäin liikkuva ulkokuori johtuu kylmemmästä ilmasta, joka siirtyy lämpölähteen yläpäähän. Toinen konvektiovetoinen säävaikutus on merituuli.

Lämmin ilma on pienempi tiheys kuin viileä ilma, niin lämmin ilma nousee sisällä viileämpää ilmaa, samanlainen kuumaa ilmaa ilmapalloja. Pilvet muodostuvat, kun kosteutta kuljettava suhteellisen lämpimämpi ilma nousee viileämmässä ilmassa. Kostean ilman noustessa se jäähtyy, jolloin osa nousevassa ilmapakkauksessa olevasta vesihöyrystä tiivistyy. Kun kosteus tiivistyy, se vapauttaa kondensaation latenttilämpönä tunnettua energiaa, jonka avulla nouseva ilmapaketti jäähtyy ympäröivää ilmaa vähemmän jatkaen pilven nousua., Jos tarpeeksi epävakaus on läsnä ilmakehässä, tämä prosessi jatkuu tarpeeksi kauan, cumulonimbus pilvet muoto, joka tukee salama ja ukkonen. Yleensä ukkoset vaativat kolme ehtoa muodostuakseen: Kosteus, epävakaa ilmamassa ja nostovoima (lämpö).

kaikki ukkosmyrskyt tyypistä riippumatta käyvät läpi kolme vaihetta: kehitysvaihe, kypsä vaihe ja hajoamisvaihe. Keskimääräinen ukkosmyrsky on halkaisijaltaan 24 kilometriä. Olosuhteista riippuen ilmakehässä, nämä kolme vaihetta kestää keskimäärin 30 minuuttia mennä läpi.,

Merellinen circulationEdit

Auringon säteily vaikuttaa valtameriin: lämmintä vettä Päiväntasaajalta on taipumus liikkua kohti napoja, kun taas kylmä polar vettä päänsä kohti Päiväntasaajaa. Pintavirrat sanelevat aluksi pintatuuliolosuhteet. Pasaatituulet puhaltavat tropiikissa länteen, ja lännentuulet puhaltavat itään leveysasteilla., Tämä tuulen kuvio koskee stressi subtrooppinen meren pinta negatiivinen curl kaikkialla Pohjoisella Pallonpuoliskolla, ja kääntää koko Eteläisellä Pallonpuoliskolla. Tuloksena oleva Sverdrup-kuljetus on equatorward., Koska säilyttämistä mahdollisia vorticity aiheuttama poleward-liikkuvat tuulet subtrooppinen harjun läntinen reuna ja lisääntynyt suhteellinen vorticity ja poleward liikkuva vesi -, liikenne-vastapainona on kapea, nopeuttaa poleward nykyinen, joka virtaa pitkin länsi-rajan valtameren altaan, suuremmat vaikutukset kitkaa kylmä länsi-rajan nykyinen, joka on peräisin korkeilla leveysasteilla. Yleinen prosessi, joka tunnetaan nimellä länsi tehostaminen, aiheuttaa virtauksia, länsi-rajan valtameren altaan olla vahvempi kuin itä-rajan.,

Koska se kulkee poleward, lämmin vesi kuljetetaan vahva lämmin vesi virtaa läpi haihtumispäästöjen jäähdytys. Jäähdytys on tuulivetoista: veden päällä liikkuva tuuli viilentää vettä ja aiheuttaa myös haihtumista, jolloin suolavesi jää suolaisemmaksi. Tässä prosessissa vesi muuttuu suolaisemmaksi ja tiheämmäksi. ja lämpötila laskee. Kun merijäätä muodostuu, suolat jäävät pois jäästä, prosessista, jota kutsutaan suolavedestä poistumiseksi. Nämä kaksi prosessia tuottavat vettä, joka on tiheämpää ja kylmempää. Pohjois-Atlantin valtameren ylittävä vesi tulee niin tiheäksi, että se alkaa vajota vähemmän suolaisen ja vähemmän tiheän veden läpi., (Konvektiivinen toiminta ei poikkea laavalampun toiminnasta.) Tämä kierrätys raskas, kylmä ja tiheä vesi tulee osa Pohjois-Atlantin Syvä Vesi, southgoing stream.

Vaipan convectionEdit

Vaipan konvektio on hitaasti hiipivä liikkeen Maapallon kivinen vaippa aiheuttamat konvektiovirtaukset kuljettavat lämpöä sisätilojen maan pinnalle. Se on yksi kolmesta ajovoimasta, joka saa mannerlaatat liikkumaan maan pinnalla.

Maapallon pinta on jaettu useita maankuoren levyt, jotka ovat jatkuvasti syntyy ja kulutetaan omalla päinvastainen levy rajoja. Luominen (accretion) tapahtuu, kun vaipan lisätään kasvavia reunoja levy. Tämä kuuma lisätty materiaali jäähtyy johtuminen ja konvektio lämpöä., Klo kulutus reunat levyn materiaali on termisesti supistui tulla tiheä, ja se uppoaa omalla painollaan prosessissa subduction at valtameri kaivantoon. Tämä aliohjattu materiaali vajoaa johonkin syvyyteen maan sisäosiin,missä sitä ei saa vajota syvemmälle. Subducted oceanic crust laukaisee volcanism.

Pino effectEdit

Pino vaikutus tai savupiippu vaikutus on ilman liikettä sisään ja ulos-rakennukset, savupiiput, savukaasujen pinot, tai muiden säiliöiden, koska noste., Kelluvuus johtuu lämpötilasta ja kosteuseroista johtuvasta sisäilman tiheyden erosta. Suurempi lämpö -, erotus-ja korkeus rakenne, suurempi noste, ja siten pino vaikutus. Pinoefekti auttaa ajamaan luonnollista ilmanvaihtoa ja tunkeutumista. Jotkut jäähdytystornit toimivat tällä periaatteella, samoin solar updraft torni on ehdotettu laite tuottaa sähköä perustuu pino vaikutus.,

Stellar physicsEdit

tähden konvektiovyöhyke on säteiden alue, jossa energiaa kuljetetaan ensisijaisesti konvektiolla.

– Rakeet on Auringon fotosfääristä sieltä lähtevillä ovat näkyvissä yläosien konvektion solujen photosphere, aiheuttama konvektio plasma photosphere. Rakeiden nouseva osa sijaitsee keskellä, jossa plasma on kuumempi. Rakeiden ulkoreuna on tummempi viileämmän laskevan plasman vuoksi., Tyypillinen Rae on halkaisijaltaan noin 1 000 kilometriä ja jokainen kestää 8-20 minuuttia ennen hajoamista. Fotosfäärin alapuolella on kerros paljon suurempia” supergranuleja ” jopa 30 000 kilometriä halkaisijaltaan, joiden elinikä on jopa 24 tuntia.

CookingEdit

kiertoilmauuni on uuni, joka on fanit kierrättää ilmaa ruoan ympärillä, käyttäen konvektio mekanismi kokata ruokaa nopeammin kuin perinteinen uuni., Kiertoilmauunit jakaa lämmön tasaisesti ympäri ruokaa, poistamalla huopa viileämpää ilmaa, joka ympäröi ruokaa, kun se on ensin sijoitettu uuni ja jonka avulla ruoka kypsyy tasaisemmin vähemmän aikaa ja alemmassa lämpötilassa kuin tavanomaisessa uunissa. Kiertoilmauunissa on tuuletin, jonka ympärillä on lämmityselementti. Pieni tuuletin kiertää ilmaa keittokammiossa.