Konvektiolämmönsiirto

Konvektiolämmönsiirto on yksi kolmesta pääasiallisesta lämmönsiirtomekanismista, yhdessä johtumisen ja säteilyn kanssa. Se tapahtuu, kun lämpöä siirretään nesteen tai kaasun liikkeen mukana. Tämä liike voi olla joko luonnollista, eli konvektiota, joka johtuu tiheyseroista, tai pakotettua, jossa ulkoinen voima, kuten pumppu tai tuuletin, saa väliaineen liikkumaan.

Luonnollisessa konvektiossa lämpimämpi, vähemmän tiheä väliaine nousee ja viileämpi, tiheämpi väliaine laskee, luoden jatkuvan kiertoliikkeen, joka siirtää lämpöä tehokkaasti. Esimerkiksi patterilämmitys hyödyntää tätä ilmiötä lämmittäessään huoneilmaa.

Pakotetussa konvektiossa ulkoinen energianlähde, kuten tuuletin tai pumppu, saa nesteen tai kaasun virtaamaan tiettyä reittiä pitkin. Tämä on yleistä esimerkiksi tietokoneiden jäähdytyksessä tai auton jäähdytysjärjestelmissä. Pakotettu konvektio on tyypillisesti tehokkaampi lämmönsiirtomenetelmä kuin luonnollinen konvektio, koska väliaineen virtausnopeus on suurempi.

Konvektiolämmönsiirron tehokkuuteen vaikuttavat monet tekijät, kuten väliaineen ominaisuudet (viskositeetti, lämmönjohtavuus, lämpölaajeneminen), virtausnopeus ja lämpötilaerot. Sitä esiintyy monissa luonnollisissa ja teknologisissa prosesseissa, ja sen ymmärtäminen on keskeistä monien insinööritieteiden alalla.