Vad är skillnaden på konvektion och konduktion?
Hej!
Jag håller på att studera enkla former av värmetransport och något jag inte riktigt begriper är vad skillnaden mellan konvektion och konduktion ska vara. Om jag har förstått det rätt är konduktion en mikroskopisk process där enskilda partiklar överför värme genom slumpartade kollisioner, medan konvektion ska vara någon slags makroskopisk process där värme överförs genom (upphettad) masstransport. Saken är den att min kurslitteratur löst (det finns ingen rigorös definition) definierar konvektion som en process som orskar värmeflöde mellan en fluid och en fast kropp. Det faktum att det tydligen inte verkar existera en enda ordentlig defintion på hela planeten jorden gör inte saken bättre.
Men jag lyckas inte greppa vad skillnaden mellan dessa är i praktiken. Låt säga att vi har en fluid som strömmar laminärt och stadigt i endast en riktning över en mycket varm platta. I och med att fluiden strömmar över plattan kommer det bildas ett laminärt fluidskikt längs plattan tack vare no-slip-villkoret. Detta skikt kommer då utbyta värme med plattan genom konduktion och kommer då värmas upp. Denna process tolkar jag fullständigt som konduktion, eftersom den orsakas av mikroskopiska kollisioner mellan platta och fluid. Grejen är att min bok menar att detta är ett (dessutom) är ett exempel på konvektion. Men var någonstans kommer konvektion in i bilden här?
Din fluid strömmar ju, värms upp och leder bort energin. Det är väl vad konvektion är. Precis som om jag kyler av mitt brända finger med rinnande kallt vatten, fast tvärtom.
Givet nivån på dina frågor misstänker jag dock inte att det är detta triviala svar du behöver.
Jag håller med om att om värme förs bort av fluiden så rör det sig om konvektion. Men i vårt fall har väl strömning principiellt ingenting med saken att göra? Allt värmeflöde mellan platta och närliggande fluid sker väl genom konduktion?
naytte skrev:Jag håller med om att om värme förs bort av fluiden så rör det sig om konvektion. Men i vårt fall har väl strömning principiellt ingenting med saken att göra? Allt värmeflöde mellan platta och närliggande fluid sker väl genom konduktion?
Jag ser framför mig en vätska som strömmar över en platta, värms upp (konduktion) och rinner iväg varmare än den var (konvektion).
Kan inget om detta, utan har bara läst vad du skrivit och noterat ned spontana tankar.
Tror inte jag förstår frågan riktigt.
SAOL: värmetransport genom strömning i gas el. vätska
Jag håller med om din analys om att energiförflyttning tack vare att en makroskopisk mängd fluid strömmar är konvektion.
Det jag inte förstår är varför exemplet jag nämnde ovan skulle klassas som konvektion. Energiöverföringen till vattnet sker väl helt och hållet genom konduktion? Faktum är väl att energiöverföring mellan en fast kropp och en fluid egentligen ALLTID måste ske genom konduktion snarare än konvektion (eftersom den sker vid ytan)?
Jag har läst lite om något som kallas för "the thermal boundary layer" som är en region nära den varma ytan där fluidens temperatur är påverkad av den varma plattan. Om jag har förstått det rätt så är det inom detta lager nära ytan som konduktionen äger rum, tack vare att det finns en temperaturgradient. I och med att denna konduktion äger rum kommer ju vattnet i detta lager värmas upp och då avtar ju gradienten. Här kommer konvektionen in i bilden. Konvektionen "byter ut" den upphetta fluiden mot fluid av den vanliga bulktemperaturen och höjer då gradienten igen.
Det är så här jag tolkar det för tillfället men det kan lika gärna vara helt fel också...
Det kan inte vara så enkelt så att boken avser den makroskopiska transporten?
Konduktion värmer fluiden lokalt – konvektion transporterar bort den värmen.
Jo, efter diskussion med någon som också hade boken verkar så vara fallet.
Tack för svaren!
