Konvektio

Konvektio (tai kuljettuminen) on lämmön siirtoa kaasussa tai nesteessä lämmön aiheuttamien virtausten mukana.^[1] Se aiheutuu lämpötilaerosta, joka aiheuttaa tiheyseroja. Kuuma, harva aine kohoaa painovoimakentässä ylöspäin. Liikkeellepaneva voima on siis noste. Tiheämpi, viilentynyt aine laskeutuu alaspäin. Konvektio on johtumisen ja säteilyn ohella yksi kolmesta primäärisestä lämmönsiirtotavasta. Hellalla lämmitettävässä vesikattilassa voi havaita konvektiota ennen kiehumista, ja varsinkin tätä huomaa silloin kun kuumentaa vettä lasiastiassa, sillä eri tiheyksisellä vedellä on erilainen taitekerroin, mikä saa aikaan näkyvää veden väreilyä.

Konvektion erikoistapaus on pakotettu konvektio, missä lämmenneiden kaasu- tai nestemolekyylien liikettä tehostetaan potkurilla tai tuulettimella. Eräs käytännön sovellus pakotetusta konvektiosta on tietokoneen tuuletin.

Fluidin tiheyseroista aiheutuvan luonnollisen konvektion voimakkuutta kuvaa Rayleighin luku

${\displaystyle Ra_{x}={\frac {\beta \Delta Tgx^{3}}{\nu ^{2}}}Pr}$,

missä ${\displaystyle \scriptstyle x}$ voi olla kappaleen karakteristinen mitta, esimerkiksi pallon säde tai sylinterin halkaisija tai se voi olla mitta esimerkiksi pystysuoran levyn alareunasta ylöspäin. Konvektion siirtämä lämpöteho voidaan laskea Rayleighin luvun avulla teoreettisten korrelaatioiden avulla. Yleensä annetaan Nusseltin luku, josta lämpöteho voidaan laskea.

1. ↑ Doswell: Severe Convective Storms -- An Overview The American Meteorological Society. Viitattu 5.5.2012.