Der Hauptunterschied zwischen natürlicher und erzwungener Konvektion besteht darin, dass bei natürlicher Konvektion die Bewegung der Flüssigkeit durch natürliche Mittel beeinflusst wird, während bei erzwungener Konvektion die Bewegung von Flüssigkeiten durch äußere Mittel beeinflusst wird. Der Unterschied zwischen natürlicher und erzwungener Konvektion in Bezug auf die Wärmeübertragung besteht darin, dass es keine externen Faktoren gibt, die die Wärmeübertragung bei natürlicher Konvektion beeinflussen, während externe Faktoren eine Wärmeübertragung bei erzwungener Konvektion verursachen können.
Konvektion ist eine Methode der Wärmeübertragung durch Massenbewegung der Moleküle in einer Flüssigkeit (z. B. einem Gas oder einer Flüssigkeit). Es gibt zwei Arten als natürliche und erzwungene Konvektion, je nach Art der Einleitung der Flüssigkeitsbewegung.
Was ist natürliche Konvektion?
Natürliche Konvektion ist eine Methode der Wärmeübertragung, bei der natürliche Mittel die Bewegung der Flüssigkeit beeinflussen. Es gibt keinen Einfluss von externen Tatsachen. Diese Bewegung von Molekülen in der Flüssigkeit ist auf die Unterschiede zwischen den Dichten verschiedener Regionen derselben Flüssigkeit zurückzuführen. Die Dichte einer Flüssigkeit nimmt bei Erwärmung ab und umgekehrt. Das liegt an der Wärmeausdehnung der Flüssigkeit (die Geschwindigkeit der Moleküle nimmt mit der Temperaturerhöhung zu, was zu einer Volumenzunahme der Flüssigkeit führt. Obwohl das Volumen zunimmt, bleibt die Masse konstant. Daher nimmt die Dichte ab).
Wenn wir eine Flüssigkeit in einem Behälter von unten erhitzen, nimmt die Dichte der unteren Flüssigkeitsschicht ab. Dann tendiert der Bereich geringerer Dichte dazu, sich zur Oberseite des Behälters zu bewegen. Dann ersetzt das kühlere Fluid am oberen Ende des Behälters den unteren Bereich. Dies setzt sich fort, wodurch Konvektion entsteht.
Abbildung 01: Mechanismus der natürlichen Konvektion
Beispiele für natürliche Konvektion sind das Abkühlen eines gekochten Eis, wenn es an der normalen Luft aufbewahrt wird, der Verlust der Kühle einer kühlen Getränkedose usw. Wenn man den Mechanismus der natürlichen Konvektion betrachtet, ist zunächst die Außentemperatur von a heißes Objekt (in k alter Luft geh alten) fällt herunter. Gleichzeitig steigt die Temperatur der an das Objekt angrenzenden Luft aufgrund der Wärmeübertragung an. Dann nimmt die Dichte dieser angrenzenden Luftschicht ab. Dadurch steigt die Luft nach oben. K alte Luft wird diese Region ersetzen. Dann setzt sich die Konvektion fort. Am Ende kühlt das Objekt ab.
Was ist erzwungene Konvektion?
Erzwungene Konvektion ist eine Methode der Wärmeübertragung, bei der äußere Mittel die Bewegung der Flüssigkeit beeinflussen. Dort sind externe Quellen wie Pumpen, Ventilatoren, Saugvorrichtungen usw. nützlich, um die Fluidbewegung zu erzeugen. Dieses Verfahren ist sehr wertvoll, da es Wärme von einem erhitzten Objekt effizient übertragen kann. Einige gängige Beispiele für diesen Mechanismus sind Klimaanlagen, Dampfturbinen usw.
Wenn man den Mechanismus der erzwungenen Konvektion betrachtet, hat er einen komplizierteren Mechanismus als der natürliche Weg. Das liegt daran, dass wir bei dieser Methode zwei Faktoren regulieren müssen; Flüssigkeitsbewegung und Wärmeleitung. Diese beiden Faktoren haben eine starke Verbindung, da die Flüssigkeitsbewegung die Wärmeübertragung verbessern kann. Bsp.: Je höher die Bewegungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit, desto höher die Wärmeübertragung.
Was ist der Unterschied zwischen natürlicher und erzwungener Konvektion?
Natürliche Konvektion ist eine Methode der Wärmeübertragung, bei der die Bewegung der Flüssigkeit auf natürliche Weise beeinflusst wird. Erzwungene Konvektion ist eine Methode der Wärmeübertragung, bei der die Bewegung der Flüssigkeit durch äußere Mittel beeinflusst wird. Bei der Betrachtung der Faktoren, die die Wärmeübertragung beeinflussen, gibt es keine externen Faktoren, die die Wärmeübertragung bei natürlicher Konvektion beeinflussen, während externe Faktoren eine Wärmeübertragung bei erzwungener Konvektion verursachen können.
Die Flüssigkeitsbewegung bei natürlicher Konvektion entsteht durch die Änderung der Dichte der Flüssigkeit beim Erhitzen. Die Fluidbewegung in erzwungener Konvektion wird jedoch durch eine externe Quelle wie Pumpen, Lüfter, Saugvorrichtungen erzeugt. Das Abkühlen eines gekochten Eies, wenn es an der normalen Luft aufbewahrt wird, der Kühlverlust einer kühlen Getränkedose usw. kann als Beispiele für natürliche Konvektion aufgenommen werden, und Klimaanlagen, Dampfturbinen usw. sind Beispiele für erzwungene Konvektion.
Zusammenfassung – Natürliche vs. erzwungene Konvektion
Konvektion gibt es in zwei Formen als natürliche Konvektion und erzwungene Konvektion. Der Unterschied zwischen natürlicher und erzwungener Konvektion besteht darin, dass bei natürlicher Konvektion die natürlichen Mittel die Bewegung der Flüssigkeit beeinflussen, während bei erzwungener Konvektion äußere Mittel die Bewegung der Flüssigkeit beeinflussen.
