Konvektio

Konvektio: energian ja massan siirtymisen ilmiö nesteissä ja kaasuissa. Ja vaikka sanan merkitys tulee latinan sanasta "convectio", ilmiön olemus vaihtelee luonnosta toiseen. Luonnollinen konvektio on lämmön virtauksen sisäisen energian siirtoa. Veden konvektio on ilmamassan tai vesihöyryn konvektiivista liikettä vesimassojen tilavuuksissa. Kun lämmönlähde osuu nesteeseen, se muuttaa nesteen tiheyttä lämmönlähteen lähellä ja aiheuttaa tiheämmän kerroksen lähelle pohjaa ja ohuemman kerroksen lähelle pintaa. Nämä tiheyden vaihtelut johtavat konvektiivisten virtausten ilmaantumiseen. Tätä ilmiötä kutsutaan luonnolliseksi konvektioksi. Luonnollisella konvektiolla on tärkeä rooli ilmakehän ja meriveden lämmönsiirrossa. Sillä on myös merkittäviä vaikutuksia meteorologiaan, geologiaan ja elintarviketuotantoon. Teollisuudessa, erityisesti jäähdytys- ja lämmönsiirtoprosesseissa, käytetään usein lämmitettyä ilmaa (joskus kutsutaan lämpimäksi ilmaksi). Ilman lämmitys on vaihtoehto höyryn käytölle. Ilmaa voidaan lämmittää tai jäähdyttää muuttamalla sen painetta, luomalla kondensaatiota ja hajoamalla inversiota. Ilman lämpötilaa voidaan nostaa pisteeseen, jossa suhteellinen kosteus on vain noin 0,1 %. Ilmanpaineen muutosprosessia kutsutaan säteilykonvektioksi. Tällä hetkellä ei ole olemassa luotettavaa luonnollista sopimusmekanismia. Keinotekoinen konvektio tarkoittaa lämmön vaihtoa eri lämpötilojen kappaleiden välillä. Siten ihminen joutuu kosketuksiin ilmakehän ilmamassan kanssa. Lämpötilaa katsottuna siinä on gradientti. Kuumennetun ilman hiukkaset nousevat ylöspäin ja kylmän ilman hiukkaset nousevat alaspäin. Usein on tilanteita, joissa lämpötilaeroista johtuen syntyy voimakkaita pyörteitä, jotka luovat ilmamassojen liikevirtoja. Tätä prosessia kutsutaan ilmapiirivirroiksi. Yleisesti ottaen lämpövirtaus otetaan tässä huomioon. Keinotekoinen konvektio tarkoittaa lämmön siirtymistä kuumasta kehosta kylmään. Kehon pintaa, joka siirtää lämpöä, kutsutaan jäähdyttimeksi. Lämmönsiirto voi tapahtua sekä säteilyn että lämmönjohtavuusprosessien kautta.