Konvektio

Ilman konvektio yksinkertaisen keittimen läpileikkauksessa

Konvektio(taikuljettuminen) onlämmönsiirtoakaasussatainesteessälämmön aiheuttamien virtausten mukana.Se aiheutuu lämpötilaerosta, joka aiheuttaatiheyseroja.Kuuma, harva aine kohoaa painovoimakentässä ylöspäin. Liikkeellepanevavoimaon siisnoste.Tiheämpi, viilentynyt aine laskeutuu alaspäin. Konvektio onjohtumisenjasäteilynohella 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 erilainentaitekerroin,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 kuvaaRayleighin luku

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

missä$\scriptstyle x$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.

Luonnollisen konvektion korrelaatiot

Kun pystysuora levy on laminaarisessa virtauksessa ja Rayleighin luku saa arvon$\scriptstyle 10^{-1}<Ra_{L}<10^{9}$,Nusseltin luvunkeskiarvo voidaan ilmaista muodossa

$Nu_{L}=0.68+{\frac {0.67(Ra_{L})^{1/4}}{[1+({\frac {0.492}{Pr}})^{\frac {9}{16}}]^{\frac {4}{9}}}}$.

Konvektiosolu

Konvektiosolussa on lämmön takia "nouseva" virtaus ja jäähtyneen kaasun, nesteen tms. laskeva virtaus. Konvektiosolut syntyvät, muuttuvat ja katoavat joskus hyvinkin nopeasti, ja ovat toisinaan vakaita. Aluetta, missä konvektiota tapahtuu, sanotaan konvektiiviseksi alueeksi.^lähde?

Konvektio säätieteessä

Konvektio ilmakehässä(esim.termiikki) aiheutuu useimmin siitä, ettäAurinkolämmittää maanpintaa. Lämpö siirtyy johtumalla maanpinnan läheiseen ilmakerrokseen. Kun ilma saa tarpeeksi lämpöä, sen tiheys pienenee ja nousee pieniä "kuumailmapalloja", ikään kuin ilmakuplia ilmamassassa, jotka sekoittavat tehokkaastitroposfäärinilmaa. Noustessaan konvektiokuplat joutuvat pienempäänpaineeseen,jolloin ne jäähtyvät. Nousu pysähtyy, kun kupla on jäähtynyt ympäröivän ilman lämpötilaan – silloinhan nostevoima lakkaa.

Meteorologiassakäydään keskustelua siitä, kuinka paljon kupla vaihtaaenergiaaympäristönsä kanssa ( "entrainment" ) ja kuinka paljon jäähtyminen johtuu pelkästä paine-erosta kaasujen yleisen tilanyhtälön mukaan.

Konvektio onpurjelennonpääasiallinen käyttövoima. Se saa aikaankumpupilvetja kuuropilvet.Konvektiopilvissä nousuliikkeet ovat huomattavasti suurempia kuin kerrospilvissä,0,20–10 m/s. Nämä voimakkaat nousuliikkeet voivat saada aikaanrakeitajaukkosta.

Matalaa heikkoa konvektiota voi esiintyä myös silloin, kun kylmä ilma virtaa sulan meren päälle.Avoimen meren vaikutussaa aikaan sen, että merellä syntyy konvektiivisia pilviä ja lumikuuroja. Tällaiset lumikuurot ajautuvat maihin etenkin siellä missä on kohtuullisen kapeita vesialueita kylmässä ilmastossa, muun muassaSuomenlahdellaja Pohjois-Amerikan Suurilla järvillä.Päijänneja useat muut Suomen järvet sopisivat muotonsa puolesta, mutta ne ovat useinjäässäennen kuin tarpeeksi voimakas kylmä ilmavirtaus osuu paikalle. Joinakin vuosina rannikonlumikuurojaon havaittu myös Suomen järvillä.

Konvektio planeettojen sulassa sisuksessa ja tähdissä

Konvektio maankuoressa:Maansisällä tapahtuu radioaktiivisen lämmön ja pyörimisen takia konvektiota, joka aiheuttaamannerliikuntoja ja Maanmagneettikentändynamomekanismilla. Konvektiota tapahtuu tähtien sisuksissa, mikäli olosuhtet ovat sopivat. Jotkut tähdet ovat kokonaan konvektiivisia. Auringon pinnalle ulottuva konvektio synnyttäätähdenpilkkujamonimutkaisen prosessin kautta. Auringon konvektio näkyy pinnan rakeisuutena.

Aiheesta muualla

• Kuvia tai muita tiedostoja aiheestaKonvektioWikimedia Commonsissa

Meteorologinen data ja muuttujat

• Auringon säteily
• CAPE
• helteen tukaluus
• CIN
• epävakaisuus
• kastepiste
• konvektio
• kosteus
• lämpötila
• lifted-indeksi
• näkyvyys
• pakkasen purevuus
• pilvi
• salama
• sade
• tuuli
• vesihöyry