Convectie

Convectie: het fenomeen van energie- en massaoverdracht in vloeistoffen en gassen. En hoewel de betekenis van het woord afkomstig is van het Latijnse ‘convectio’, varieert de essentie van het fenomeen van natuur tot natuur. Natuurlijke convectie is de overdracht van interne energie van warmtestroom. Waterconvectie is de convectieve beweging van massa's lucht of waterdamp binnen volumes watermassa's. Wanneer een warmtebron een vloeistof raakt, verandert de dichtheid van de vloeistof nabij de warmtebron en veroorzaakt een dichtere laag nabij de bodem en een dunnere laag nabij het oppervlak. Deze dichtheidsschommelingen leiden tot het optreden van convectiestromen. Dit fenomeen wordt natuurlijke convectie genoemd. Natuurlijke convectie speelt een belangrijke rol bij de warmteoverdracht in de atmosfeer en het oceaanwater. Het heeft ook grote gevolgen voor de meteorologie, de geologie en de voedselproductie. In de industrie, vooral bij koel- en warmteoverdrachtsprocessen, wordt vaak verwarmde lucht (ook wel warme lucht genoemd) gebruikt. Het verwarmen van de lucht is een alternatief voor het gebruik van stoom. Lucht kan worden verwarmd of gekoeld door de druk te veranderen, waardoor condensatie ontstaat en inversie verdwijnt. De luchttemperatuur kan worden verhoogd tot het punt waarop de relatieve vochtigheid slechts ongeveer 0,1% bedraagt. Het proces van het veranderen van de luchtdruk wordt stralingsconvectie genoemd. Er bestaat momenteel geen betrouwbaar natuurlijk conventiemechanisme. Kunstmatige convectie betekent de uitwisseling van warmte tussen lichamen met verschillende temperaturen. Zo komt een persoon in contact met een massa atmosferische lucht. Kijkend naar de temperatuur, heeft deze een gradiënt. Verwarmde luchtdeeltjes stijgen naar boven, en koude luchtdeeltjes stijgen naar beneden. Er zijn vaak situaties waarin, als gevolg van temperatuurverschillen, intense wervelingen verschijnen, waardoor bewegingsstromen van luchtmassa's ontstaan. Dit proces wordt luchtcirkelstromen genoemd. Over het algemeen wordt hier rekening gehouden met de warmtestroom. Kunstmatige convectie is de overdracht van warmte van een warm lichaam naar een koud lichaam. Het oppervlak van het lichaam dat warmte overdraagt, wordt een radiator genoemd. Warmteoverdracht kan zowel door straling als door thermische geleidingsprocessen plaatsvinden.