La differenza fondamentale tra convezione naturale e forzata è che nella convezione naturale, il movimento del fluido è influenzato da mezzi naturali mentre, nella convezione forzata, il movimento dei fluidi è influenzato da mezzi esterni. La differenza tra convezione naturale e forzata correlata al trasferimento di calore è che non ci sono fattori esterni che influenzano il trasferimento di calore in convezione naturale mentre fattori esterni possono causare il trasferimento di calore in convezione forzata.
La convezione è un metodo di trasferimento del calore tramite il movimento di massa delle molecole in un fluido (come un gas o un liquido). È di due tipi: convezione naturale e forzata a seconda della modalità di inizio del movimento del fluido.
Cos'è la convezione naturale?
La convezione naturale è un metodo di trasferimento del calore in cui i mezzi naturali influenzano il movimento del fluido. Non c'è influenza da fatti esterni. Questo movimento di molecole nel fluido è dovuto alle differenze tra le densità di diverse regioni dello stesso fluido. La densità di un fluido diminuisce quando si riscalda e viceversa. Ciò è dovuto all'espansione termica del fluido (la velocità delle molecole aumenta con l'aumento della temperatura, il che si traduce nell'aumento del volume del fluido. Sebbene il volume aumenti, la massa rimane costante. Pertanto la densità diminuisce).
Quando scaldiamo un fluido in un contenitore dal suo fondo, la densità dello strato inferiore del fluido diminuisce. Quindi la regione di densità inferiore tende a spostarsi nella parte superiore del contenitore. Quindi il fluido più freddo nella parte superiore del contenitore sostituisce la regione inferiore. Ciò continua, di conseguenza, si verifica la convezione.
Figura 01: Meccanismo di convezione naturale
Esempi di convezione naturale includono il raffreddamento di un uovo sodo se tenuto nell'aria normale, la perdita di raffreddamento di una lattina di bibita fresca, ecc. Quando si considera il meccanismo della convezione naturale, in primo luogo, la temperatura dell'esterno di un l'oggetto caldo (tenuto in aria fredda) cade. Allo stesso tempo, la temperatura dell'aria adiacente all'oggetto aumenterà a causa del trasferimento di calore. Quindi la densità di questo strato d'aria adiacente diminuisce. Di conseguenza, l'aria sale verso l' alto. L'aria fredda sostituirà questa regione. Quindi la convezione continua. Alla fine, l'oggetto si raffredderà.
Cos'è la convezione forzata?
La convezione forzata è un metodo di trasferimento del calore in cui mezzi esterni influenzano il movimento del fluido. Lì, fonti esterne come pompe, ventilatori, dispositivi di aspirazione, ecc. sono utili per generare il movimento del fluido. Questo metodo è molto prezioso perché può trasferire in modo efficiente il calore da un oggetto riscaldato. Alcuni esempi comuni di questo meccanismo includono aria condizionata, turbine a vapore, ecc.
Quando si considera il meccanismo della convezione forzata, ha un meccanismo complicato rispetto al modo naturale. Questo perché, in questo metodo, dobbiamo regolare due fattori; moto dei fluidi e conduzione del calore. Questi due fattori hanno una forte connessione poiché il movimento del fluido può migliorare il trasferimento di calore. Es: maggiore è la velocità di movimento del fluido, maggiore è il trasferimento di calore.
Qual è la differenza tra convezione naturale e forzata?
La convezione naturale è un metodo di trasferimento del calore in cui il movimento del fluido è influenzato da mezzi naturali. La convezione forzata è un metodo di trasferimento del calore in cui il movimento del fluido è influenzato da mezzi esterni. Quando si considerano i fattori che influenzano il trasferimento di calore, non ci sono fattori esterni che influenzano il trasferimento di calore in convezione naturale, mentre i fattori esterni possono causare il trasferimento di calore in convezione forzata.
Il movimento del fluido per convezione naturale si genera come risultato del cambiamento della densità del fluido quando riscaldato. Tuttavia, il moto del fluido in convezione forzata si genera a seguito di una sorgente esterna come pompanti, ventilatori, aspiratori. Il raffreddamento di un uovo sodo se tenuto nell'aria normale, la perdita di raffreddamento di una lattina di bibita fresca, ecc. possono essere inclusi come esempi di convezione naturale e l'aria condizionata, le turbine a vapore, ecc. sono esempi di convezione forzata.
Riepilogo – Convezione naturale vs forzata
La convezione è in due forme: convezione naturale e convezione forzata. La differenza tra convezione naturale e forzata è che, nella convezione naturale, i mezzi naturali influenzano il movimento del fluido mentre, nella convezione forzata, i mezzi esterni influenzano il movimento del fluido.
