Konvekce

Konvekce je způsob přenosu tepla a hmoty v tekutinách (kapalinách a plynech) prostřednictvím makroskopického pohybu částic. Na rozdíl od čisté vedení (kondukce), kde se energie šíří skrze molekulární interakce, konvekce zahrnuje advektívní proudění, které redistribuuje teplo a látky v objemu média.

Rozlišují se základní typy konvekce: přirozená (volná) vzniká v důsledku rozdílů v hustotě způsobených teplotními nebo kompozičními gradienty, nucená vzniká v důsledku vnějších sil (např. mechanické míchání nebo proudění), a smíšená kombinuje oba mechanismy. Teoretický popis často využívá Navierových–Stokesových rovnic a zjednodušení jako Boussinesqova aproximace; pro posouzení náchylnosti k přechodu k turbulentnímu proudění se používá Rayleighovo číslo.

Konvekce je klíčová v přírodních i technologických systémech. V atmosféře a oceánech řídí vertikální pohyby vzduchu a vody, ovlivňuje počasí a cirkulaci oceánů. V zemském plášti a hvězdách konvekce přenáší teplo z vnitřních vrstev ven. V inženýrství se konvekční proudění využívá ve výměníkách tepla, HVAC systémech, konvekčních troubách nebo při chlazení elektroniky.

Poznání konvekce umožňuje předvídat gradienty teploty, vznik proudů a bouřkových systémů, optimalizovat tepelnou výměnu a řídit procesy v průmyslové praxi.