Konvektion (Svenska)

konvektion sker i stor skala i atmosfärer, oceaner, planetariska mantlar, och det ger mekanismen för värmeöverföring för en stor del av de yttersta interiörer av vår sol och alla stjärnor. Vätskerörelse under konvektion kan vara osynligt långsam, eller det kan vara uppenbart och snabbt, som i en orkan. På astronomiska skalor tros konvektion av gas och damm förekomma i accretionskivorna av svarta hål, vid hastigheter som nära kan närma sig ljusets.,

värmeöverföring

konvektiv värmeöverföring är en mekanism för värmeöverföring som uppstår på grund av bulkrörelse (observerbar rörelse) av vätskor. Värme är den enhet av intresse som rekommenderas (transporteras), och diffunderas (spridda)., Detta kan jämföras med ledande värmeöverföring, vilket är överföringen av energi genom vibrationer på molekylär nivå genom en fast eller vätska och radiativ värmeöverföring, överföring av energi genom elektromagnetiska vågor.

värme överförs genom konvektion i många exempel på naturligt förekommande vätskeflöde, såsom vind, havsströmmar och rörelser inom jordens mantel. Konvektion används också i tekniska metoder för bostäder, industriella processer, kylning av utrustning etc.,

graden av konvektiv värmeöverföring kan förbättras genom användning av en kylfläns, ofta i samband med en fläkt. Till exempel, en typisk dator CPU kommer att ha en specialtillverkad fläkt för att säkerställa dess Driftstemperatur hålls inom tolerabla gränser.

konvektion cellsEdit

en konvektion cell, även känd som en Bénardcell, är ett karakteristiskt vätskeflödesmönster i många konvektionssystem. – herr talman!, En stigande kropp av vätska förlorar vanligtvis värme eftersom den möter en kallare yta. I vätska sker detta eftersom det utbyter värme med kallare vätska genom direkt utbyte. I exemplet på jordens atmosfär uppstår detta eftersom det utstrålar värme. På grund av denna värmeförlust blir vätskan tätare än vätskan under den, som fortfarande stiger. Eftersom det inte kan sjunka genom stigande vätska, flyttar den till ena sidan. På något avstånd övervinner dess nedåtgående kraft den stigande kraften under den, och vätskan börjar sjunka., När det faller, värms det igen och cykeln upprepas.

atmosfärisk konvektion

atmosfärisk cirkulationedit

atmosfärisk cirkulation är den storskaliga rörelsen av luft, och är ett sätt att vilken termisk energi fördelas på jordens yta, tillsammans med det mycket långsammare (fördröjda) havscirkulationssystemet., Den storskaliga strukturen hos den atmosfäriska cirkulationen varierar från år till år, men den grundläggande klimatologiska strukturen förblir ganska konstant.

Latitudcirkulation uppstår eftersom infallande solstrålning per enhetsområde är högst vid värmeekvatorn och minskar när latitud ökar och når minima vid polerna. Den består av två primära konvektionsceller, Hadley-cellen och polar vortex, med Hadley-cellen upplever starkare konvektion på grund av frisättning av latent värmeenergi genom kondensering av vattenånga vid högre höjder under molnbildning.,

longitudinell cirkulation, å andra sidan, uppstår eftersom havet har en högre specifik värmekapacitet än mark (och även värmeledningsförmåga, vilket gör att värmen tränger längre under ytan) och därigenom absorberar och släpper ut mer värme, men temperaturen förändras mindre än mark. Detta ger havsbrisen, luftkyld av vattnet, iland på dagen, och bär landbrisen, luftkyld genom kontakt med marken, ut till havet under natten. Longitudinell cirkulation består av två celler, Walker cirkulationen och El Niño / Södra svängning.,

Weather

några mer lokaliserade fenomen än global atmosfärsrörelse beror också på konvektion, inklusive vind och en del av luften.hydrologisk cykel. Till exempel är en foehn vind en down-slope vind som förekommer på downwind sidan av en bergskedja. Det är resultatet av den adiabatiska uppvärmningen av luft som har tappat det mesta av sin fukt på windward sluttningar., På grund av de olika adiabatiska bortfallsfrekvenserna av fuktig och torr luft blir luften på leeward-sluttningarna varmare än i samma höjd på windward-sluttningarna.

en termisk kolonn (eller termisk) är en vertikal sektion av stigande luft i jordens atmosfärens lägre höjder. Thermals skapas genom ojämn uppvärmning av jordens yta från solstrålning. Solen värmer marken, som i sin tur värmer luften direkt ovanför den. Den varmare luften expanderar, blir mindre tät än den omgivande luftmassan och skapar en termisk låg., Massan av lättare luft stiger, och som den gör kyler den genom expansion vid lägre lufttryck. Det slutar stiga när det har svalnat till samma temperatur som den omgivande luften. Associerad med en termisk är ett nedåtgående flöde som omger den termiska kolonnen. Den nedåtgående rörliga utsidan orsakas av kallare luft förskjuts på toppen av den termiska. En annan konvektionsdriven vädereffekt är havsbrisen.

varm luft har en lägre densitet än kall luft, så varm luft stiger inom kallare luft, liknande varmluftsballonger. Moln bildas som relativt varmare luft som bär fukt stiger inom kallare luft. När den fuktiga luften stiger, kyler den, vilket gör att en del av vattenångan i det stigande luftpaketet kondenserar. När fukten kondenserar frigör den energi som kallas latent kondensationsvärme, vilket gör att det stigande luftpaketet kan svalna mindre än den omgivande luften och fortsätter molnets uppstigning., Om det finns tillräckligt med instabilitet i atmosfären, kommer denna process att fortsätta tillräckligt länge för att cumulonimbus moln ska bildas, vilket stöder blixt och åska. I allmänhet kräver åskväder tre villkor för att bilda: fukt, en instabil luftmassa och en lyftkraft (värme).

alla åskväder, oavsett typ, går igenom tre steg: utvecklingsstadiet, det mogna steget och avledningssteget. Den genomsnittliga åskväder har en diameter på 24 km. Beroende på de förhållanden som finns i atmosfären tar dessa tre steg i genomsnitt 30 minuter att gå igenom.,

Oceanic circulationEdit

solstrålning påverkar oceanerna: varmt vatten från ekvatorn tenderar att cirkulera mot polerna, medan kalla polära vattenhuvuden mot ekvatorn. Ytströmmarna dikteras initialt av ytvindförhållanden. Handelsvindarna blåser västerut i troperna, och westerliesna blåser österut i mitten av breddgraderna., Detta vindmönster applicerar en stress på den subtropiska havsytan med negativ krullning över norra halvklotet och baksidan över södra halvklotet. Den resulterande Sverdrup transport är equatorward., På grund av bevarandet av potentiell virvel som orsakas av poleward-rörliga vindar på den subtropiska åsen västra periferin och den ökade relativa virvel av poleward rörliga vatten, transport balanseras av en smal, accelererande poleward ström, som strömmar längs den västra gränsen av Ocean bassängen, uppväger effekterna av friktion med den kalla västra gränsströmmen som härrör från höga breddgrader. Den övergripande processen, känd som västerländsk intensifiering, orsakar strömmar på den västra gränsen av ett havsbassäng att vara starkare än de på den östra gränsen.,

När den färdas poleward, genomgår varmt vatten som transporteras med stark varmvattenström förångande kylning. Kylningen är vinddriven: vind som rör sig över vatten kyler vattnet och orsakar också avdunstning, vilket ger en saltare saltlösning. I denna process blir vattnet saltare och tätare. och minskar i temperatur. När havet is former, salter lämnas ut ur isen, en process som kallas saltlösning uteslutning. Dessa två processer producerar vatten som är tätare och kallare. Vattnet över norra Atlanten blir så tätt att det börjar sjunka ner genom mindre salt och mindre tätt vatten., (Den konvektiva åtgärden är inte olik en lavalampa.) Denna downdraft av tungt, kallt och tätt vatten blir en del av Nordatlantens djupa vatten, en södergående ström.

mantelkonvektionedit

mantelkonvektion är den långsamma krypande rörelsen av jordens steniga mantel orsakad av konvektionsströmmar som bär värme från jordens inre till ytan. Det är en av 3 drivkrafter som orsakar tektoniska plattor att flytta runt jordens yta.

jordens yta är uppdelad i ett antal tektoniska plattor som kontinuerligt skapas och konsumeras vid sina motsatta plattgränser. Skapelse (anhopning) sker som mantel läggs till de växande kanterna på en platta. Detta heta tillsatta material kyls ner genom ledning och konvektion av värme., Vid plattans konsumtionskanter har materialet termiskt kontraherat för att bli tätt, och det sjunker under sin egen vikt i processen med subduktion vid en havsgrav. Detta subduktiva material sjunker till ett visst djup i jordens inre där det är förbjudet att sjunka ytterligare. Den subducerade havskorpan utlöser vulkanism.

Stack effectEdit

Stack effect eller chimney effect är förflyttning av luft till och från byggnader, skorstenar, rökgasstackar eller andra behållare på grund av flytkraft., Flytkraft uppstår på grund av en skillnad i inomhus-till-Utomhus lufttäthet till följd av temperatur-och fuktskillnader. Ju större den termiska skillnaden och höjden av strukturen, desto större flytkraft, och därmed stapelns effekt. Stack-effekten hjälper till att driva naturlig ventilation och infiltration. Vissa kyltorn fungerar på denna princip; på samma sätt är solar updraft tower en föreslagen enhet för att generera el baserat på stapelns effekt.,

Stellar physicsEdit

konvektionszonen för en stjärna är det område av radier där energi transporteras främst genom konvektion.

granulat på solens fotosfär är de synliga toppen av konvektionsceller i fotosfären, orsakad av konvektion av plasma i fotosfären. Den stigande delen av granulerna ligger i mitten där plasman är varmare. Granulernas yttre kant är mörkare på grund av den svalare nedåtgående plasman., En typisk granulat har en diameter i storleksordningen 1000 kilometer och var och en varar 8 till 20 minuter innan de släpps. Under fotosfären finns ett lager av mycket större ”supergranules” upp till 30 000 kilometer i diameter, med livslängd på upp till 24 timmar.

CookingEdit

en konvektionsugn är en ugn som har fläktar att cirkulera luft runt mat, med hjälp av konvektionsmekanismen för att laga mat snabbare än en vanlig ugn., Konvektion ugnar fördela värmen jämnt runt maten, ta bort filten av kallare luft som omger mat när den först placeras i en ugn och låta mat att laga mat jämnare på kortare tid och vid en lägre temperatur än i en vanlig ugn. En konvektionsugn har en fläkt med ett värmeelement runt det. En liten fläkt cirkulerar luften i kokkammaren.