Diferença entre convecção natural e forçada

o diferença chave entre convecção natural e forçada é que na convecção natural, o movimento do fluido é influenciado por meios naturais, enquanto, na convecção forçada, o movimento dos fluidos é influenciado por meios externos. A diferença entre convecção natural e forçada relacionada à transferência de calor é que não há fatores externos que afetam a transferência de calor na convecção natural, enquanto fatores externos podem causar transferência de calor na convecção forçada.

A convecção é um método de transferência de calor através do movimento em massa das moléculas em um fluido (como um gás ou um líquido). É em dois tipos, como convecção natural e forçada, de acordo com o modo de início do movimento do fluido.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é convecção natural
3. O que é convecção forçada
4. Comparação lado a lado - convecção natural versus forçada em forma de tabela
5. Resumo

O que é convecção natural?

A convecção natural é um método de transferência de calor no qual os meios naturais influenciam o movimento do fluido. Não há influência de fatos externos. Este movimento de moléculas no fluido é devido às diferenças entre densidades de diferentes regiões do mesmo fluido. A densidade de um fluido diminui quando aquece e vice-versa. Isso ocorre devido à expansão térmica do fluido (a velocidade das moléculas aumenta com o aumento da temperatura, o que resulta no aumento do volume do fluido. Embora o volume aumente, a massa permanece constante. Portanto, a densidade diminui).

Quando aquecemos um fluido em um recipiente do fundo, a densidade da camada inferior do fluido diminui. Em seguida, a região de menor densidade tende a se mover para o topo do contêiner. Em seguida, o fluido mais frio na parte superior do recipiente substitui a região inferior. Isso continua, como resultado, a convecção ocorre.

Figura 01: Mecanismo de convecção natural

Exemplos de convecção natural incluem o resfriamento de um ovo cozido quando mantido no ar normal, a perda de resfriado de uma lata de bebida gelada, etc. Ao considerar o mecanismo de convecção natural, primeiro a temperatura da parte externa de um objeto quente ar frio) cai. Ao mesmo tempo, a temperatura do ar adjacente ao objeto aumentará devido à transferência de calor. Então a densidade dessa camada adjacente de ar diminui. Como resultado, o ar sobe. O ar frio substituirá esta região. Então a convecção continua. No final, o objeto esfriará.

O que é convecção forçada?

A convecção forçada é um método de transferência de calor no qual meios externos influenciam o movimento do fluido. Lá, fontes externas, como bombeamento, ventiladores, dispositivos de sucção, etc., são úteis para gerar o movimento do fluido. Este método é muito valioso porque pode transferir eficientemente o calor de um objeto aquecido. Alguns exemplos comuns desse mecanismo incluem ar condicionado, turbinas a vapor, etc..

Ao considerar o mecanismo de convecção forçada, há um mecanismo complicado que o caminho natural. Isso ocorre porque, nesse método, temos que regular dois fatores; movimento fluido e condução de calor. Esses dois fatores têm uma conexão forte, pois o movimento do fluido pode melhorar a transferência de calor. Ex: quanto maior a taxa de movimento do fluido, maior a transferência de calor.

Qual é a diferença entre convecção natural e forçada?

Convecção natural é um método de transferência de calor em que o movimento do fluido é influenciado por meios naturais. A convecção forçada é um método de transferência de calor no qual o movimento do fluido é influenciado por meios externos. Ao considerar os fatores que afetam a transferência de calor, não há fatores externos que afetam a transferência de calor na convecção natural, enquanto fatores externos podem causar transferência de calor na convecção forçada.

O movimento do fluido na convecção natural é gerado como resultado da alteração da densidade do fluido quando aquecido. No entanto, o movimento do fluido na convecção forçada gera como resultado uma fonte externa, como bombeamento, ventilador, dispositivos de sucção. O resfriamento de um ovo cozido quando mantido no ar normal, a perda de resfriado de uma lata de bebida gelada etc. pode ser incluído como exemplo de convecção natural, e ar condicionado, turbinas a vapor etc. são exemplos de convecção forçada.

Resumo - Convecção Natural vs Forçada

A convecção tem duas formas: convecção natural e convecção forçada. A diferença entre convecção natural e forçada é que, na convecção natural, os meios naturais influenciam o movimento do fluido enquanto, na convecção forçada, os meios externos influenciam o movimento do fluido.

Referência:

1. "Convecção Natural". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 17 de abril de 2018. Disponível aqui  
2. msg15 Seguir. "Convecção forçada." LinkedIn SlideShare, 21 de abril de 2015. Disponível aqui

Cortesia da imagem:

1. 'Circulação por Convecção Natural por Asperitas' Por Rolf Brink - Obra própria, (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia