Конвекция в природе доклад: Конвекция в природе

Конвекция в природе и в технике

Само слово на латыни означает «перенос». А процесс конвекции характеризуется переносом тепла в газообразных, жидких и даже твердых сыпучих средах веществами. В природе законы конвекции мы наблюдаем вокруг себя ежедневно. Именно природное явление называют естественной конвекцией, при которой нижние уровни вещества при нагревании самопроизвольно начинают движение вверх, а более холодные уровни опускаются на их место.

Увидеть это можно, если повесить над пламенем листик из бумаги, который станет двигаться от поднимающегося вверх теплого воздуха. В жидкости этот процесс происходит благодаря нагреванию нижних слоев, которые постепенно передают тепло к верхним. Так, к примеру, закипает вода. Интересно, что если пытаться нагреть воду сверху, то конвекции не произойдет, потому что физическое движение теплого вещества вниз, а холодного вверх просто невозможно. Вынужденной конвекцией называется усиленное перемешивание газа или жидкости с помощью мешалок или вентиляторов.

Обогреватели с разной конвекцией

Любой из обогревателей прогревает помещение по законам конвекции. Но одни из них создают вынужденное перемещение нагретых слоев воздуха, а другие работают на основе естественных движений тепла. К примеру, тепловентиляторы, нагревая воздух, еще и раздувают его по всему помещению. А вот масляные радиаторы или отопительные конвекторы действуют по естественным законам природы. Если говорить о масляных устройствах, то перемешивание теплого воздуха с холодным при их работе происходит быстрее, благодаря высокой температуре нагрева, но при этом воздух сильно сушится. А вот конвекторы электрические отзывы получают всегда самые положительные, ведь принцип естественного передвижения теплых масс позволил создать батарею, которая не вредит здоровью и безопасна в эксплуатации бесконечно долго. Воздух в комнате при этом не пересушивается, температура поддерживается все время, опасности ожогов нет совершенно.

Конвекционные печи

Применение конвекционного принципа в микроволновках, духовках и печах позволило ускорить и улучшить выпечку и приготовление разных блюд. Суть работы конвекционных печей состоит в том, что благодаря вмонтированному в заднюю стенку нагревательному элементу и вентилятору, при включении происходит принудительная циркуляция горячего воздуха. Под воздействием этой циркуляции внутреннее пространство разогревается намного быстрее и равномернее, а, значит, и воздействие на продукты будет одновременным со всех сторон. Выпечка в таких печах всегда будет идеальной. Именно поэтому конвекционные печи относят к профессиональной технике и используют их в хлебопекарнях, фаст-фудах, ресторанах и кафе и т.п. В современных кухонных духовках для домашнего быта тоже начали уже встраивать конвекционную систему, и это очень понравилось всем хозяйкам и любителям вкусно покушать.

Циркуляция воздуха в холодильниках

В холодильных устройствах также работает принцип конвекции, только в этом случае требуется заполнение внутренних отделений не теплым воздухом, а холодным. К примеру, наш холодильник Snaige без устали вырабатывает холод с помощью циркулирующего по трубам фреона, который охлаждает верхние слои в холодильной камере. Охлажденный воздух опускается вниз и вытесняет теплый вверх, где тот также охлаждается. Так вся камера заполняется холодом, что и нужно в холодильных устройствах. Чтобы циркуляция холодных потоков была эффективней, не нужно загружать внутреннее пространство холодильника до отказа, оставьте проемы для свободного движения.

Реферат Конвекция В Природе – Telegraph


➡➡➡ ПОДРОБНЕЕ ЖМИТЕ ЗДЕСЬ!

Реферат Конвекция В Природе

(c) 2019 — 2020. Информационный Центр НПИ.

Работает на WordPress
|
Education Hub автор: WEN Themes

Конспект по физике для 8 класса «Конвекция». ВЫ УЗНАЕТЕ: Что такое конвекция. Какие виды конвекции существуют.
Если жидкости и газы обладают низкой теплопроводностью, то как же тогда нам удаётся достаточно быстро прогреть воздух в помещении и вскипятить воду?
Находясь рядом с горячей плитой, можно почувствовать тёплые струи воздуха, поднимающиеся над ней. Этот же эффект хорошо ощущается, если сверху поднести руку к горящей свече или горящей электрической лампочке.
Это физическое явления используется в игрушке «музыкальная ёлочка». Когда зажигаются свечки, под действием возникающих струй тёплого воздуха, направленных вверх, вертушка начинает вращаться, а колокольчики — звенеть.
Если сделать из бумаги спираль и поместить её над включённой электрической лампочкой, как показано на рисунке, под действием поднимающегося нагретого воздуха спираль начнёт вращаться.
В этом опыте, так же как и в игрушке «музыкальная ёлочка», происходит нагревание воздуха, находящегося вблизи горящей лампочки или свечи. При этом он расширяется, и его плотность становится меньше плотности окружающего холодного воздуха. Под действием выталкивающей (архимедовой) силы со стороны холодного воздуха тёплый воздух вытесняется вверх. Образовавшийся воздушный поток и вращает спираль.
Аналогичные явления происходят и при нагревании жидкости, если источник тепла находится снизу.
Нагретые слои жидкости имеют меньшую плотность. Поэтому сила тяжести, действующая на них, становится меньше архимедовой силы, действующей на эти слои со стороны окружающей жидкости. Вследствие этого нагретые слои воды начинают подниматься вверх, а на их место опускаются более холодные слои жидкости. Этот процесс продолжается до тех пор, пока вся жидкость не прогреется одинаково по всему объёму.
Рассмотрим следующий опыт. На дно колбы с водой аккуратно опустим несколько кристалликов любого красителя (например, марганцовокислого калия). Начнём нагревать колбу снизу. Сразу станет хорошо видно, как со дна колбы поднимаются окрашенные струйки воды.
При нагревании воздуха или воды снизу происходит теплопередача, обусловленная переносом вещества и отличающаяся от теплопроводности. Этот процесс называют конвекцией (от лат. convectio — перенесение).
Конвекция — это вид теплопередачи, при котором энергия передаётся потоками (или струями) жидкости или газа.
В 7 классе мы говорили о том, что строение твёрдых тел отличается от строения жидкостей и газов. В твёрдых телах перенос вещества невозможен, поэтому конвекция наблюдается только в жидкостях и газах. В твёрдых телах она не происходит.
В закрытом помещении при работе отопительных приборов всегда возникает явление конвекции. Поэтому разница температур воздуха у пола и вблизи потолка может достигать нескольких градусов.
Различают два вида конвекции: естественную и вынужденную. Рассмотренные выше процессы нагревания воздуха и жидкости являются примерами естественной конвекции. Для её возникновения требуется либо подогрев жидкости или газа снизу, либо охлаждение сверху.
Вынужденная конвекция наблюдается в случае, когда потоки нагретой или охлаждённой жидкости или газа переносятся под действием насосов или вентиляторов.
Конвекция является очень распространённым явлением в природе. Она выполняет основную роль в образовании в атмосфере потоков воздуха — ветров. Нагреваясь над одними участками земли и охлаждаясь над другими, воздух начинает циркулировать, перенося с собой энергию и влагу.
Эти же причины порождают дневные и ночные бризы — ветры, попеременно дующие от моря к суше днём и от суши к морю ночью. В течение дня температура земли становится заметно выше, чем температура моря. Соответственно и воздух, соприкасающийся с землёй, теплеет, расширяется и его плотность уменьшается. За счёт явления конвекции возникает циркулирующее течение воздушных масс. Ночью происходит обратный процесс, так как земля охлаждается до температуры, которая ниже, чем температура моря.
Благодаря конвекции птицы способны подолгу парить в воздухе. Разные участки земли прогреваются по-разному, и из-за этого возни кают восходящие воздушные потоки. Эти же потоки используются при полётах на дельтапланах.
Из-за конвекции нагретый пар из труб котельных и дым из печных труб при отсутствии ветра поднимаются вверх, так как имеют более низкую плотность, чем окружающий воздух.
В быту мы привыкли к тому, что при нагреве воды источник тепла располагается снизу. Нагревательные приборы в комнате также всегда расположены внизу.
Опыты показывают, что при нагревании сверху как жидкостей, так и газов конвекции не происходит. В этом случае просто не возникает выталкивающая сила, так как нагретые слои с меньшей плотностью располагаются сверху.
Естественная и вынужденная конвекция лежат в основе действия отопительной системы зданий. Нагревание воды может производиться либо непосредственно в здании при помощи специального котла, либо за пределами отапливаемого помещения при наличии системы центрального отопления. Горячая вода, поступающая в дом или нагретая в котле, поднимается вверх, а затем спускается по трубам и распределяется по помещениям, отдавая тепло в радиаторах.
Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Конвекция» .

Сохранить моё имя, email и адрес сайта в этом браузере для последующих моих комментариев.

Конвекция в природе
Конвекция | реферат [14,5 K], добавлен 26.01.2012
Конвекция в природе и в технике — Мир хоккея

Реферат на тему » Конвекция дома»
Конвекция в природе и технике
Курсовая Работа По Ветеринарной Патологической Анатомии
Темы Сочинений По Литературе Отцы И Дети
Сочинение На Тему Почему Интересна Этимология
Жаһанданудың Пайдасы Мен Зияны Аргументативті Эссе
Как Написать Практическая Значимость Курсовой Работы

Теплопередача в природе и технике (Реферат)

Содержание:

  1. Теплопередача
  2. Три основных типа теплопередачи
  3. Роль тепла и его использование
  4. Заключение
Предмет: Физика
Тип работы: Реферат
Язык: Русский
Дата добавления: 28.08.2019

 

 

 

 

 

  • Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой выпускной квалификационной работой!
  • Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

 

По этой ссылке вы сможете найти много готовых рефератов по физике:

 

 

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

 

Введение:

Тепло, кинетическая часть внутренней энергии вещества, определяется интенсивное хаотическое движение молекул и атомов, из которых это вещество состоит. Температура является мерой интенсивности движения молекул количество  тепло, которым обладает тело при данной температуре, зависит от его массы;например, при той же температуре, в большой чашке воды, больше тепла, чем маленький, и в ведре с холодной водой это может быть больше, чем чашка горячей воды (хотя температура воды в ведре ниже).

Тепло играет важную роль в жизни человека, в том числе в функционировании его тело. Часть химической энергии, содержащейся в пище, преобразуется в тепло, благодаря которому температура тела поддерживается около 37 градусов Цельсия. Тепловой баланс организма человека также зависит от температуры окружающей среды, и люди вынуждены тратить много энергии на отопление жилых помещений и производственные помещения зимой и для их охлаждения летом. Наиболее эта энергия поставляется тепловыми двигателями, например, котельными и паровые турбины электростанций, работающих на ископаемом топливе (уголь, нефть) и производство электроэнергии.

До конца 18 века. тепло считалось материальным веществом, полагая, что Температура тела определяется количеством «калорийности» жидкость или калорийность. Позже Б. Румфорд, Дж. Джоуль и другие физики время остроумных экспериментов и рассуждений опровергло «калорийность» теория, доказывающая, что тепло невесомо и может быть получено в любом количестве просто механическим движением. Тепла в себе нет материя это просто энергия движения своих атомов или молекул. Именно современная физика придерживается этого понимания тепла.

Теплопередача

Теплопередача это процесс передачи тепла внутри тела или от одного кузов к другому, из-за разницы температур. Интенсивность передачи тепло зависит от свойств вещества, разности температур и подчиняется Экспериментально установленные законы природы. Эффективно создавать работающие системы отопления или охлаждения, различные двигатели, Электростанции, системы теплоизоляции, необходимо знать принципы теплообмена. В В некоторых случаях теплообмен нежелателен (теплоизоляция плавильных печей, космические корабли и т. д.), а в других должно быть столько же (паровые котлы, теплообменники, кухонная утварь).

Три основных типа теплопередачи

Существует три основных типа теплопередачи: проводимость, конвекция и лучистый теплообмен. Теплопроводность. Если внутри тела есть разница температур, то тепловая энергия передается от горячей части к более холодной такие тип теплопередачи из-за тепловых движений и столкновений молекул, называется теплопроводностью; при достаточно высоких температурах в твердом теле органов это можно наблюдать визуально. Таким образом, при нагревании стального прута с на одном конце в пламени газовой горелки тепловая энергия передается вдоль стержня, и свечение распространяется на некотором расстоянии от нагреваемого конца (с расстояние от места нагрева все меньше и меньше).

Скорость теплопередачи за счет теплопроводности зависит от градиента температура, т. е. отношение DТ / Dx разности температур на концах прут на расстояние между ними. Это также зависит от площади поперечного сечение стержня (в м2) и коэффициент теплопроводности материала.

Из закона Фурье следует, что тепловой поток можно уменьшить, уменьшив одно из величины коэффициент теплопроводности, площадь или градиент температуры. Для здания в зимних условиях, последние значения практически постоянны, и, следовательно, чтобы поддерживать желаемую температуру в комнате, осталось уменьшить Теплопроводность стен, т.е. улучшается их теплоизоляция. 

Теплопроводность металлов обусловлена ​​колебаниями кристаллической решетки и движение большого количества свободных электронов (иногда называемых электронными газ). Движение электронов также отвечает за электропроводность металлов, и поэтому неудивительно, что хорошие проводники тепла (например, серебро или медь) также являются хорошими проводниками электричества.

Тепловое и электрическое сопротивление многих веществ резко снижается при понижение температуры ниже температуры жидкого гелия (1,8 К). Это феномен называется сверхпроводимость, используется для повышения эффективности работа многих устройств от микроэлектронных устройств до линий передача электроэнергии и большие электромагниты.

Конвекция. Как мы уже говорили, при подаче тепла на жидкость или газ интенсивность движения молекул увеличивается, и, как следствие, давление. Если объем жидкости или газа не ограничен, то они расширяются; локальная плотность жидкости (газа) становится меньше, и из-за выталкивающих (архимедовых) сил, нагретая часть среды движется вверх (а именно следовательно, теплый воздух в комнате поднимается от батарей к потолку). Это это явление называется конвекцией. Чтобы не тратить тепло от системы отопления впустую, вам нужно использовать современные обогреватели, которые обеспечивают принудительная циркуляция воздуха.

Конвективный тепловой поток от нагревателя к нагретой среде зависит от начальная скорость движения молекул, плотность, вязкость, теплопроводность и теплоемкость и окружающая среда; Размер и форма нагревателя также очень важны. 

Коэффициент конвективного теплообмена h зависит от свойств среды, начальная скорость его молекул, а также от формы источника тепла, и измеряется в ед. Вт / (м2хК). Значение h не одинаково для случаев, когда воздух вокруг нагревателя стационарный (свободная конвекция) и когда тот же нагреватель находится в воздушный поток (принудительная конвекция). В простых случаях поток жидкости вдоль трубы или обтекания плоской поверхности, коэффициент h можно рассчитать теоретически. Тем не менее, найти аналитическое решение проблемы конвекции для Турбулентное течение среды еще не было успешным. Турбулентность это сложно хаотическое на весах движение жидкости (газа), значительно превышающее молекулярное.

Если нагретое (или, наоборот, холодное) тело помещают в стационарную среду или в поток, то вокруг него образуются конвективные потоки и пограничный слой. Температура, давление и скорость движения молекул в этом слое играют важную роль в определении коэффициента конвективного теплообмена. При проектировании теплообменников, систем необходимо учитывать конвекцию кондиционер, высокоскоростной самолет и многое другое другие устройства. Во всех таких системах одновременно с конвекцией она имеет место теплопроводности, как между твердыми телами, так и в окружающей среде их окружение. При повышенных температурах важную роль могут сыграть лучистый теплообмен.

Лучистый теплообмен. Третий тип теплообмена лучистый теплообмен отличается от теплопроводности и конвекции тем, что тепло в этом случае может передается через вакуум. Его сходство с другими методами теплообмена в Дело в том, что это также связано с перепадом температур. Тепловое излучение одно от видов электромагнитного излучения. Другие его типы радиоволны, ультрафиолетовое и гамма-излучение возникают при отсутствии разницы температуры.

Тепловое излучение может сопровождаться излучением видимый свет, но его энергия мала по сравнению с энергией излучения невидимая часть спектра.

Представленный закон теплового излучения справедлив только для идеального излучатель так называемое черное тело. Нет реального тела это не так, хотя плоская черная поверхность по своим свойствам приближается к абсолютно черному телу. Светлые поверхности излучают относительно слабый Чтобы учесть отклонение от идеала многочисленных «Серые» тела, справа от выражения, описывающего закон Стефана Больцман, ввести коэффициент меньше единицы, называется радиационной способность. Для плоской черной поверхности этот коэффициент может достигать 0,98, а для полированного металла зеркало не превышает 0,05.

Соответственно, абсорбция высока для черного тела и низкая для зеркала. Жилые и офисные помещения часто отапливаются небольшими электрическими излучатели тепла; красноватое свечение их спиралей является видимым тепловым Излучение близко к краю инфракрасной части спектра. Помещения нагревается от тепла, которое переносится в основном невидимой инфракрасной частью излучение. Тепловой источник используется в приборах ночного видения радиационный и ИК-чувствительный приемник, позволяющий видеть в темнота.

Солнце является мощным излучателем тепловой энергии; это нагревает Землю даже расстояние 150 млн. км. Зарегистрированные года в год на станциях, расположенных во многих частях мира приблизительно 1,37 Вт / м2. Солнечная энергия является источником жизни на Земле. Мы ищем способы использовать его наиболее эффективно созданный солнечные панели, которые позволяют обогревать ваш дом и получать электричество для бытовые нужды.

Роль тепла и его использование

Глобальные процессы теплопередачи не ограничиваются нагревом Земли солнечным излучение. Массивные конвекционные потоки в атмосфере определяются ежедневные изменения погодных условий по всему миру. Изменения температуры в атмосфере между экваториальной и полярной областями вместе силы Кориолиса из-за вращения Земли приводят к появлению постоянно изменяющиеся конвекционные потоки, такие как пассаты, струи течения, а также теплые и холодные фронты.

Теплопередача (из-за теплопроводности) от расплавленного ядра Земли к его поверхность приводит к вулканическим извержениям и появлению гейзеров. В некоторых В регионах геотермальная энергия используется для отопления помещений и выработка энергии. Тепло является незаменимым участником практически всех производственных процессов.

Заключение

Мы упомянем наиболее важные из них, такие как выплавка и обработка металлов, работа двигателя, пищевая промышленность, химический синтез, переработка нефти, изготовление самых разнообразных изделий из кирпича и посуды к автомобилям и электронным устройствам.

Многие промышленные производства и транспорта, а также тепловые электростанции не являются может работать без тепловых двигателей устройств, которые преобразуют тепло в полезная работа. Примерами таких машин являются компрессоры, турбины, паровые, бензиновые и реактивные двигатели. Важный источник тепла для таких целей, как производство электроэнергии и транспортировать, обслуживать ядерные реакции. В 1905 году А. Эйнштейн показал, что масса и энергия связаны соотношением E = mc2, т.е. может переходить друг в друга. Скорость света c очень высокая: 300 тыс. км/с. 

Это означает, что даже небольшое количество вещества может дать огромное количество энергия. Так, из 1 кг делящегося вещества (например, урана) теоретически возможно получить энергию, которую электростанция дает за 1000 дней непрерывной работы мощностью 1 МВт.

реферат на тему теплопередача в природе и технике 8 классы помогите надо  до завтра

Теплопроводностью называется явление передачи энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело. Наибольшей теплопроводностью обладают металлы — она у них в сотни раз больше, чем у воды. Исключением являются ртуть и свинец, но и здесь теплопроводность в десятки раз больше, чем у воды.При опускании металлической спицы в стакан с горячей водой очень скоро конец спицы становился тоже горячим. Следовательно, внутренняя энергия, как и любой вид энергии, может быть передана от одних тел к другим. Внутренняя энергия может передаваться и от одной части тела к другой. Так, например, если один конец гвоздя нагреть в пламени, то другой его конец, находящийся в руке, постепенно нагреется и будет жечь руку.Нагревание кастрюли на электрической плитке происходит через теплопроводность Изучим это явление, проделав ряд опытов с твердыми телами, жидкостью и газом. Внесем в огонь конец деревянной палки. Он воспламенится. Другой конец палки, находящийся снаружи, будет холодным. Значит, дерево обладает плохой теплопроводностью.Поднесем к пламени спиртовки конец тонкой стеклянной палочки. Через некоторое время он нагреется, другой же конец, останется холодным. Следовательно, и стекло имеет плохую теплопроводность.Если же мы будем нагревать в пламени конец металлического стержня, то очень скоро весь стержень сильно нагреется. Удержать его в руках мы уже не сможем.Значит, металлы хорошо проводят тепло, т. е. имеют большую теплопроводность. Наибольшей теплопроводностью обладают серебро и медь.  Теплопроводность у различных веществ различна.Плохой теплопроводностью обладают шерсть, волосы, перья птиц, бумага, пробка и другие пористые тела. Это связано с тем, что между волокнами этих веществ содержится воздух. Самой низкой теплопроводностью обладает вакуум (освобожденное от воздуха пространство). Объясняется это тем, что теплопроводность — это перенос энергии от одной части тела к другой, который происходит при взаимодействии молекул или других частиц. В пространстве, где нет частиц, теплопроводность осуществляться не может.Лен обладает плохой теплопроводностью Если возникает необходимость предохранить тело от охлаждения или нагревания, то применяют вещества с малой теплопроводностью. Так, для кастрюль, сковородок ручки из пластмассы. Дома строят из бревен или кирпича, обладающих плохой теплопроводностью, а значит, предохраняют от охлаждения. Воздух, вода, древесина обладают плохой теплопроводностью    
Теплоизоляционные свойства древесины.Теплоизоляционные свойства стены зависят от ее толщины и коэффициента теплопроводности материала, из которого она построена. Теплопроводность — способность материала передавать теплоту. Для количественного определения этой характеристики используется коэффициент теплопроводности, который равен количеству тепла, проходящему за 1 час через образец материала толщиной 1 м и площадью 1 м2 при разности температур на противоположных поверхностях 1°С.Сравнение теплопроводности различных стеновых материалов:МатериалКоэффициент теплопроводности, Вт/м °СТолщина стен, см 
при температуре до — 30°СКладка из обыкновенного глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе0.5662Блоки из ячеистого бетона при различной плотности0,11-0,1413-16Древесина сосны (поперек волокон)0.0910 Видно, чтодерево – лучший теплоизолятор, чем другие строительные материалы. Оно в шесть раз эффективней кирпича и в полтора раза – пенобетона.    Прибор для показа различнойтеплопроводности твердых веществ Мы изготовили прибор для показа различной теплопроводности твердых тел. Для этого использовали пустую банку из алюминиевой фольги от напитка типа “Фанта”, два резиновых кольца (самодельные), три отрезка проволоки из алюминия, меди и железа, плитку, горячую воду, 3 фигурки человечков с поднятыми вверх руками, вырезанные из бумаги.Порядок изготовления прибора:üпроволоки изогнуть в виде буквы «Г»;üукрепить их с внешней стороны банки при помощи резиновых колец;üподвесить к горизонтальным частям проволочных отрезков (посредством расплавленного парафина или пластилина) бумажных человечков.Проверка действия прибора. Налить в банку горячей воды (при необходимости подогреть банку с водой на электрической плитке) и наблюдать, какая фигурка упадет первой, второй, третьей. Результаты. Упадет первой фигурка, закрепленная на медной проволоке, вторая – на алюминиевой, третья – на стальной.Вывод. Разные твердые вещества обладают различной теплопроводностью. 

Теплопередача в природе и технике. доклад :: zesbbp

22.10.2014 11:59 Файл: Теплопередача в природе и технике. доклад

типовая инструкция по бдд для школьных атобусов

технический отдел жкх инструкция

Проблема: нужно ли человеку учитывать явление теплообмена в своей жизни, и если нужно, то каким образом? Цели работыПримеры теплопередачи в природе и технике. Науки о природе. 5 лет назад. Примеры в природе и технике. ••• Помогите пож!!!!срочно!!! Нужно найти доклад по физике на тему: теплопередача в природе, технике, быту. Роман Коровяков Профи (942), закрыт. В работе представлен наглядный материал к уроку физики в 9классе по теме «Инфразвуки и ультразвуки».. Теплопроводность. Маша недавно.таблица Виды теплопередачи теплопередача конвекция излучение1.определение2.как передаетсятепло и от Mio66. Термос. Что такое теплопередача и теплопроводность?Цель урока: Углубить знания учащихся о видах теплопередачи.Провести сравнение видов теплопередачи об их роли в природе и технике.Рассмотреть примеры использования видом теплопередачи в различных Использование видов теплопередачи в природе и технике. Виды теплопередачи в природе и технике. План-конспект урока обобщения и закрепления, 8-й класс. Образовательная цель урока: глубокое и прочное усвоение материала по теме «Тепловые явления», развитие навыков решения качественных задач Роль теплопередачи в природе и технике. Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 8 класс>>Физика: Примеры теплообмена в природе и технике.4. Запомни: При теплопередаче ( теплообмене ) выравниваются температуры тел, но не их внутренние энергии! Знаешь Ли Ты? Школьные Знания.com. Примеры теплопередачи в природе и технике. Цели урока: Познакомить учащихся с видами теплопередачи.План изложения нового материала: 1. На теплообмен между почвой и воздухом влияет также погода.. Сообщения. Теплопередача от более нагретого тела к более холодному приводит к выравниванию их температур. Теплообмен в природе и технике.
тайссон документальный фильм смотреть онлайн, стиль и язык деловой документации, теория теплообмена пример задач r

что это такое, особенности и примеры в быту. Жми!


Конвекция, если переводить дословно с латинского языка, означает теплообмен, в котором холодный воздух, поступая в устройство, проходит через систему нагревательных элементов и выходит горячим потоком.

На фото изображен обогреватель – конвектор в жилом помещении, который имеет встроенные спирали, без принудительной вентиляции. В данном оборудовании соблюдаются физические свойства воздуха – холодный остается внизу, а теплый поднимается.

Естественная конвекция существует и в других бытовых приборах: холодильнике, морозильнике, кипящей кастрюле с жидкостью и так далее.

Это интересно: в природе очень часто наблюдается естественная конвекция, например, как движение мантии Земли.

Это возникает самопроизвольно, когда нижние слои вещества нагреваются и высвобождаются, а верхние, в свою очередь, остывают и опускаются вниз. Ветры, муссоны и бризы, так же относятся к конвекции. Происходит естественное охлаждение воздуха (повышается влажность), и он начинает циркулировать.

Принудительная конвекция широко применяется в производстве устройств, имеющих насосы и вентиляторы. К таким приборам можно отнести: электрические отопительные радиаторы в квартирах, бытовую технику, запчасти для машин и многое другое.

Интересный факт: если посмотреть на аббревиатуру с точки зрения физики, то конвекцией можно назвать любое перемещение теплых масс или электрических зарядов.

Не имеет значение, под какой силой происходит процесс – главное, чтобы одно состояние объекта свободно перетекало в другое.

Знаменитый философ, математик и мыслитель Архимед научился объяснять, откуда берется конвекция, и почему при нагреве тела расширяются. Он провел ряд вычислений и исследования, показывающих, что при определенной температуре увеличивается объём вещества — жидкости или газа, а плотность указанных веществ уменьшается.

Смотрите видео, в котором специалист рассказывает об одном из видов теплопередачи — конвекции:

Это интересно! Теплоотражающий экран за радиатором: как установить самостоятельно и преимущества его использования

Вконтакте

Одноклассники

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Мой мир

Видите неточности, неполную или неверную информацию? Знаете, как сделать статью лучше?

Хотите предложить для публикации фотографии по теме?

Пожалуйста, помогите нам сделать сайт лучше! Оставьте сообщение и свои контакты в комментариях — мы свяжемся с Вами и вместе сделаем публикацию лучше!

100 ballov.kz образовательный портал для подготовки к ЕНТ и КТА

Код и классификация направлений подготовки Код группы образовательной программы Наименование групп образовательных программ Количество мест
8D01 Педагогические науки   
8D011 Педагогика и психология D001 Педагогика и психология 45
8D012 Педагогика дошкольного воспитания и обучения D002 Дошкольное обучение и воспитание 5
8D013 Подготовка педагогов без предметной специализации D003 Подготовка педагогов без предметной специализации 22
8D014 Подготовка педагогов с предметной специализацией общего развития D005 Подготовка педагогов физической культуры 7
8D015 Подготовка педагогов по естественнонаучным предметам D010 Подготовка педагогов математики 30
D011 Подготовка педагогов физики (казахский, русский, английский языки) 23
D012 Подготовка педагогов информатики (казахский, русский, английский языки) 35
D013 Подготовка педагогов химии (казахский, русский, английский языки) 22
D014 Подготовка педагогов биологии (казахский, русский, английский языки) 18
D015 Подготовка педагогов географии 18
8D016 Подготовка педагогов по гуманитарным предметам D016 Подготовка педагогов истории 17
8D017 Подготовка педагогов по языкам и литературе D017 Подготовка педагогов казахского языка и литературы 37
D018 Подготовка педагогов русского языка и литературы 24
D019 Подготовка педагогов иностранного языка 37
8D018 Подготовка специалистов по социальной педагогике и самопознанию D020 Подготовка кадров по социальной педагогике и самопознанию 10
8D019 Cпециальная педагогика D021 Cпециальная педагогика 20
    Всего 370
8D02 Искусство и гуманитарные науки   
8D022 Гуманитарные науки D050 Философия и этика 20
D051 Религия и теология 11
D052 Исламоведение 6
D053 История и археология 33
D054 Тюркология 7
D055 Востоковедение 10
8D023 Языки и литература D056 Переводческое дело, синхронный перевод 16
D057 Лингвистика 15
D058 Литература 26
D059 Иностранная филология 19
D060 Филология 42
    Всего 205
8D03 Социальные науки, журналистика и информация   
8D031 Социальные науки D061 Социология 20
D062 Культурология 12
D063 Политология и конфликтология 25
D064 Международные отношения 13
D065 Регионоведение 16
D066 Психология 17
8D032 Журналистика и информация D067 Журналистика и репортерское дело 12
D069 Библиотечное дело, обработка информации и архивное дело 3
    Всего 118
8D04 Бизнес, управление и право   
8D041 Бизнес и управление D070 Экономика 39
D071 Государственное и местное управление 28
D072 Менеджмент и управление 12
D073 Аудит и налогообложение 8
D074 Финансы, банковское и страховое дело 21
D075 Маркетинг и реклама 7
8D042 Право D078 Право 30
    Всего 145
8D05 Естественные науки, математика и статистика      
8D051 Биологические и смежные науки D080 Биология 40
D081 Генетика 4
D082 Биотехнология 19
D083 Геоботаника 10
8D052 Окружающая среда D084 География 10
D085 Гидрология 8
D086 Метеорология 5
D087 Технология охраны окружающей среды 15
D088 Гидрогеология и инженерная геология 7
8D053 Физические и химические науки D089 Химия 50
D090 Физика 70
8D054 Математика и статистика D092 Математика и статистика 50
D093 Механика 4
    Всего 292
8D06 Информационно-коммуникационные технологии   
8D061 Информационно-коммуникационные технологии D094 Информационные технологии 80
8D062 Телекоммуникации D096 Коммуникации и коммуникационные технологии 14
8D063 Информационная безопасность D095 Информационная безопасность 26
    Всего 120
8D07 Инженерные, обрабатывающие и строительные отрасли   
8D071 Инженерия и инженерное дело D097 Химическая инженерия и процессы 46
D098 Теплоэнергетика 22
D099 Энергетика и электротехника 28
D100 Автоматизация и управление 32
D101 Материаловедение и технология новых материалов 10
D102 Робототехника и мехатроника 13
D103 Механика и металлообработка 35
D104 Транспорт, транспортная техника и технологии 18
D105 Авиационная техника и технологии 3
D107 Космическая инженерия 6
D108 Наноматериалы и нанотехнологии 21
D109 Нефтяная и рудная геофизика 6
8D072 Производственные и обрабатывающие отрасли D111 Производство продуктов питания 20
D114 Текстиль: одежда, обувь и кожаные изделия 9
D115 Нефтяная инженерия 15
D116 Горная инженерия 19
D117 Металлургическая инженерия 20
D119 Технология фармацевтического производства 13
D121 Геология 24
8D073 Архитектура и строительство D122 Архитектура 15
D123 Геодезия 16
D124 Строительство 12
D125 Производство строительных материалов, изделий и конструкций 13
D128 Землеустройство 14
8D074 Водное хозяйство D129 Гидротехническое строительство 5
8D075 Стандартизация, сертификация и метрология (по отраслям) D130 Стандартизация, сертификация и метрология (по отраслям) 11
    Всего 446
8D08 Сельское хозяйство и биоресурсы   
8D081 Агрономия D131 Растениеводство 22
8D082 Животноводство D132 Животноводство 12
8D083 Лесное хозяйство D133 Лесное хозяйство 6
8D084 Рыбное хозяйство D134 Рыбное хозяйство 4
8D087 Агроинженерия D135 Энергообеспечение сельского хозяйства 5
D136 Автотранспортные средства 3
8D086 Водные ресурсы и водопользование D137 Водные ресурсы и водопользования 11
    Всего 63
8D09 Ветеринария   
8D091 Ветеринария D138 Ветеринария 21
    Всего 21
8D11 Услуги   
8D111 Сфера обслуживания D143 Туризм 11
8D112 Гигиена и охрана труда на производстве D146 Санитарно-профилактические мероприятия 5
8D113 Транспортные услуги D147 Транспортные услуги 5
D148 Логистика (по отраслям) 4
8D114 Социальное обеспечение D142 Социальная работа 10
    Всего 35
    Итого 1815
    АОО «Назарбаев Университет» 65
    Стипендиальная программа на обучение иностранных граждан, в том числе лиц казахской национальности, не являющихся гражданами Республики Казахстан 10
    Всего 1890

Научный отчет по анализу теплопередачи при смешанном конвекционном потоке жидкости Максвелла над колеблющейся вертикальной пластиной

Точные решения для смешанного или свободноконвекционного потока вязкой жидкости широко представлены в литературе. Однако такие решения для неньютоновских жидкостей встречаются редко, особенно для жидкостей Максвелла, таких решений не существует. Как правило, в неньютоновских жидкостях соотношение, которое связывает напряжение сдвига и скорость сдвига, является нелинейным, и определяющее соотношение формирует уравнения неньютоновских жидкостей, которые являются более высокими и сложными по сравнению с уравнением Навье-Стокса, управляющим потоком вязкой жидкости. жидкость.Из-за этой высокой нелинейности решения в замкнутой форме для потоков неньютоновской жидкости невозможны для задач, представляющих практический интерес. Точнее, когда такие проблемы с жидкостями решаются с помощью техники преобразования Лапласа, часто не существует обратных преобразований Лапласа преобразованных функций. Из-за этой трудности исследователи обычно используют численные процедуры для нахождения обратного преобразования Лапласа. Однако эти решения не считаются точными.

Из-за большого разнообразия физической структуры неньютоновских жидкостей исследователи предложили множество математических моделей для понимания динамики таких жидкостей.В основном эти модели попадают в подкатегорию жидкостей дифференциального типа или жидкостей скоростного типа. Тем не менее, наблюдается повышенный интерес исследователей к изучению жидкостей скоростного типа из-за того, что они объединяют в себе как упругие эффекты, так и эффекты памяти. Первая и простейшая модель скорости вязкоупругости, которая до сих пор широко используется для учета реологических эффектов жидкости, называется моделью Максвелла 1 . Эта модель может быть обобщена для создания множества моделей. Первоначально модель жидкости Максвелла была разработана для описания упругой и вязкой реакции воздуха.Однако после этого его часто использовали для моделирования реакции различных вязкоупругих жидкостей, от полимеров до земной мантии 2,3,4 . После новаторской работы Фридриха 5 , посвященной дробным производным жидкости Максвелла, в этом направлении было проведено несколько других исследований.

Среди них Хайтао и Минюй 6 изучали дробную модель Максвелла в канале, Джамиль и др. . 7 проанализировано нестационарное течение обобщенной жидкости Максвелла между двумя цилиндрами.В другом исследовании Jamil et al . 8 , исследовал спирали фракционированной жидкости Максвелла, тогда как Jamil 9 проанализировал эффекты скольжения на колеблющейся фракционированной жидкости Максвелла. Корина и др. . 10 предоставил краткую заметку по второй проблеме Стокса для жидкостей Максвелла. Чжэн и др. . 11 , разработал точные решения для обобщенной жидкости Максвелла для колебательных и постоянно ускоряющихся движений плит, Zheng et al . 12 использовала ту же модель жидкости для исследования теплопередачи за счет ускоряющей пластины с гиперболическим синусом. Ци и Лю 13 изучали некоторые потоки в канале фракционной жидкости Максвелла. Tripathi 14 применил дробную модель Максвелла для изучения перистальтического переноса в однородных трубках.

Fetecau и Fetecau 15 , нашли новое точное решение для потока жидкости Максвелла мимо бесконечной пластины. В другом исследовании Fetecau и Fetecau 16 определили точные решения с помощью синусоидальных преобразований Фурье для несжимаемой жидкости максвелловского типа, подверженной линейному течению на бесконечной плоской пластине и внутри бесконечного края.Иордания и др. . 17 изучил первую задачу Стокса для жидкостей Максвелла и получил новые точные решения. Zierep and Fetecau 18 исследовали энергетический баланс для задачи Рэлея-Стокса жидкости Максвелла. Среди некоторых других важных исследований жидкостей Максвелла мы упоминаем здесь важный вклад Джамиля и др. . 19 , Виеру и Рауф 20 , Виеру и Зафар 21 и Хан и др. . 22 . Однако во всех этих исследованиях анализ теплопередачи не рассматривался.Точнее, явление теплопередачи за счет смешанной конвекции не учитывалось во всех вышеперечисленных исследованиях. Таким образом, основной задачей данной работы является анализ жидкости Максвелла над колеблющейся вертикальной пластиной с постоянной температурой стенки и поиск точных решений с использованием метода преобразования Лапласа. Рассмотрение полученных результатов анализа теплопередачи в жидкости Максвелла имеет промышленное значение, поскольку многие проблемы, представляющие физический интерес, включают теплопередачу, такую ​​как автомобильная промышленность (радиаторы, контуры охлаждения, лампы), авиакосмическая промышленность (системы защиты от обледенения, системы охлаждения), в химических процессах. промышленность (системы рекуперации тепла, теплообменники), энергетика (печи, бойлеры, теплообменники перекрестного тока, солнечные панели) и бытовая техника (печи, бытовые обогреватели) 23,24,25 .

Глобусный термометр Потенциалы ошибки свободной конвекции

Эмпирическая модель

Для оценки основных вкладов принудительной и свободной конвекции вокруг черного шара были получены корреляции числа Нуссельта. Число Нуссельта, N u , является безразмерным параметром, который описывает отношение конвективной теплопередачи к кондуктивной теплопередаче, и показано в уравнении. 5. Из N, , и можно получить коэффициенты конвективной теплопередачи, как показано в уравнении.(5), где h c — коэффициент конвективной теплопередачи [ W м −2 K −1 ], D — гидравлический диаметр [ м ], а k — теплопроводность воздуха [0,02662 Вт м −1 K −1 ]. Следовательно, если N и известны для земного шара, коэффициент конвективной теплопередачи можно рассчитать, как в формуле.{\ frac {4} {9}}} $$

(7)

В ур. (7) R a — это число Рэлея, а P r — это число Прандтля. Уравнение (7) действительно для R a <10 11 и P r ≥ 0,7. R рассчитывается по формуле. 8 и P r рассчитывается по формуле. 9. Фактически, это отношение к D , скрытое в R a для свободной конвекции, которое упускается из виду в литературе, и препятствует прямому сравнению между формулой.{3} $$

(8)

$$ Pr = \ frac {{c} _ {p} \ mu} {k} $$

(9)

В уравнениях. 8 и 9, g — ускорение свободного падения [9,81 м с −2 ], β — коэффициент теплового расширения воздуха [0,0034 K −1 ], ν — кинематическая вязкость [1,48 ⋅ 10 −5 м 2 с −1 ], α — температуропроводность воздуха [2.591 ⋅ 10 −5 m 2 s −1 ], c p — удельная теплоемкость воздуха [1005 J k g — 1 K -1 ], и μ — динамическая вязкость воздуха [1,81 ⋅ 10 -5 P a с ]. Для сравнения со случаем свободной конвекции те же отношения принудительной конвекции были получены с использованием корреляции Нуссельта, представленной в формуле.{0,4} $$

(10)

В уравнении. 10, R e — это число Рейнольдса, указанное в уравнении. 11. Используя эти корреляции конвекции, величина каждого режима теплопередачи была оценена для различных скоростей воздуха и температуры земного шара. Уравнение 10 действительно для 3,5 < R e <7,6 ⋅ 10 4 и 0,7 < P r <380, подходящих для этого приложения.

$$ Re = \ frac {{v} _ {a} D} {\ nu} $$

(11)

Часто в конвективных процессах теплопередача обусловлена ​​как принудительной, так и свободной конвекцией, известной как смешанная конвекция.Часто оба фактора вносят значительный вклад, и игнорирования одного или простого суммирования коэффициентов теплопередачи недостаточно. Экспериментальные данные показали, что комбинирование N u f r e e и N u f o r c e d как в формуле. 12 со значениями n = 3 или 4 достаточно для большинства задач 32 .{\ frac {1} {n}} $$

(12)

Чтобы повторно параметризовать версию уравнения. 1 для эффектов свободной, принудительной или смешанной конвекции на t g в средах с большими градиентами температуры от поверхности к воздуху, можно просто решить энергетический баланс между конвекцией и излучением с N u , обеспечивая коэффициент конвективной теплоотдачи. Уравнение описания устойчивого состояния равновесия шара, показанное как Ур.{4} + \ frac {Nu \ cdot k} {\ epsilon \ sigma D} ({t} _ {g} — {t} _ {a})} $$

(14)

Форма уравнения. 14 полезен, поскольку поправку можно применять для свободной, принудительной и смешанной конвекции, пытаясь получить наилучшее соответствие экспериментальным данным.

Экспериментальная установка

Исходя из предыдущей логики моделирования, было желательно провести эксперименты для наблюдения за потенциалами ошибок, реализованными в созданной среде. Чтобы максимизировать разницу между температурой воздуха, t a , и средней температурой излучения, t r , и, следовательно, радиационно форсировать температуру земного шара, t g Вдали от температуры воздуха эксперименты проводились в павильоне лучистого охлаждения Cold Tube.

The Cold Tube — экспериментальный павильон с лучистым охлаждением на открытом воздухе в Сингапуре, демонстрирующий, как можно достичь комфорта с помощью излучения и без кондиционирования воздуха. Хотя основным техническим механизмом павильона Cold Tube была прозрачная для инфракрасного излучения мембрана, чтобы избежать конденсации на панелях излучающего охлаждения, в которые подается жидкость ниже точки росы на открытом воздухе во влажной среде, этот механизм также служил для обеспечения конвективной изоляции. Поскольку холодная поверхность была конвективно изолирована от воздуха в помещении, температура воздуха часто не опускалась более чем на 2 ° C ниже температуры окружающей среды.Эта особенность сделала Cold Tube идеальной средой для проверки влияния свободной конвекции на показания температуры земного шара, поскольку она была разработана для достижения разделения до 10 ° C между t r и t a . Фотография Cold Tube показана на рис. 11.

Рис. 11

Панели излучающего охлаждения с мембранной системой избегают конденсации и конвекции, что является идеальной средой для тестирования возможных вкладов в погрешность свободной конвекции.

Охлажденная вода подается на синие капиллярные маты на панелях на рис. 11 при температурах от 3 ° C до t a . Павильон находился снаружи в Сингапуре, где точка росы постоянно оставалась между 23 и 24 ° C. Прозрачная мембрана была прозрачна для 80% теплового излучения, описанного в Teitelbaum et al . 33 .

Мембрана крепилась к панели, изолируя холодные капилляры от теплого и влажного воздуха.Тепловое излучение могло проходить через мембрану, не охлаждая ее, так что не было механизма для охлаждения воздуха. Возникла кондукция и ограниченная конвекция, но с низкой скоростью по сравнению с излучением. Холодная труба состояла из 10 панелей излучающего охлаждения, 8 вертикальных панелей и 2 горизонтальных наверху.

Четыре глобусные измерительные системы, расположенные на высоте 12,5, 63, 114 и 174 см, были размещены в одном углу холодной трубки, как показано на фотографиях на рис. 12, а размеры показаны на рис.13. Шары были диаметром 100 мм. Каждый черный глобус сопровождался датчиком температуры воздуха, датчиком относительной влажности и датчиком скорости воздуха, включая систему измерения ThermCondSys 5500. Датчики температуры и температуры воздуха — терморезисторы Pt-100 (± 0,1 ° C). Датчик температуры воздуха был защищен от излучения сильноотражающим серебряным конусом. Датчик скорости воздуха представляет собой сферический всенаправленный датчик скорости воздуха и датчик температурной компенсации, вакуум покрытый алюминиевым покрытием, которое увеличивает их устойчивость к загрязнению и снижает влияние теплового излучения на точность измерения (± 0.02 м с −1 ). Датчик относительной влажности имеет точность ± 2%. Для достоверных данных t r измерений, набор из 6 радиометров (Apogee, SL-510-SS; 0,12 мВ на Вт м −2 ; повторяемость измерений 1%; калибровка 5% погрешность; ± ° C) ориентированы ортогонально, измеряя лучистый поток во всех 6 сторонах света. Кубический набор из 6 радиометров считался эталоном для измерения t r , поскольку чувствительный элемент не чувствителен к конвекции.Эти 6 значений были усреднены и составляют t r в месте измерения. Все датчики были откалиброваны в течение 1 месяца после экспериментов. Шесть пиргеометров были размещены на небольшом деревянном кубе (длина стороны = 4,5 см), чтобы минимизировать смещения, которые могут сместить датчики далеко от точки измерения, как в установке, предложенной Торссоном 10 . В небольших помещениях эти смещения могут значительно исказить показания, если их держать ближе к источникам холода в пределах досягаемости плеч.

Рис. 12

Измерение средней лучистой температуры в холодной трубке с помощью 6 пиргеометров, расположенных перпендикулярно на деревянном кубе рядом с 4 черными шарами с анемометеорами, датчиками температуры и влажности воздуха. В этой статье использовались данные с верхнего глобуса, так как он физически был ближе всего к пиргеометру.

Рис. 13

Схемы в разрезе и в плане холодной трубы, показывающие панели излучающего охлаждения и положение контрольно-измерительной установки.

Пиргеометр — разумный выбор наземного инструмента из-за его метода измерения.В пиргеометр встроен высокоточный термистор, который непрерывно измеряет температуру устройства, t p y r g . Сам пиргеометр имеет пропорциональное выходное напряжение, которое соответствует лучистому потоку между устройством и поверхностью в поле зрения 150 °. Зная как температуру устройства, так и лучистый поток, Q r a d in W m −2 позволяет уравнение.{4}) $$

(15)

Измерения были записаны для всех устройств с 2-секундными интервалами, а 10-секундные и 5-минутные средние скорости ветра использовались для расчета t r с использованием формул. 1 и 2. 5-минутные средние значения времени рекомендуются для использования формул. 1 и 2 7 . Рассчитанные средние лучистые температуры сравнивались с измеренными средними лучистыми температурами пиргеометрами.

Пиргеометры измеряют поток излучения в поле зрения 150 °, а также температуру устройства, что позволяет точно рассчитать средние значения поверхностей в поле зрения.Усреднение по всем 6 сторонам света помогает уменьшить зависимость от угла падения излучения между поверхностями и датчиком пиргеометра и устраняет окклюзию. В Cold Tube также был установлен пиранометр для измерения коротковолнового излучения. Павильон был затенен как непрозрачной холщовой тканью, так и стальной и панельной конструкцией, поэтому прямой вид на небо не просматривался. Коротковолновое излучение измерялось на месте датчика пиргеометра с помощью пиранометра (SP-510; 0,057 мВ на Вт м −2 ; повторяемость измерений 1%), направленного вручную во все 6 сторон света.Поступающее коротковолновое излучение в среднем составляло 6,8 ± 1,1 Вт м −2 и было инвариантным по направлению. Коротковолновое излучение в Вт м −2 было добавлено к усредненным показаниям пиргеометра также в Вт м −2 перед преобразованием в значение для t r с использованием уравнения . 16 и S t o t — суммарное измерение коротковолнового и усредненного длинноволнового излучения в Вт м −2 .

$$ {t} _ {r} = \ sqrt [4] {\ frac {{S} _ {tot}} {\ sigma}} — 273,15 $$

(16)

Различия между стандартным методом корректировки t g для конвекции для получения t r , как показано в уравнениях. 1 и 2 и основную истину, собранную с помощью пиргеометра, можно сравнить, чтобы продемонстрировать разницу в лучистой теплопередаче, Δ Q r a d [ W m −2 ], обитатель будет ощущать себя в каждой среде.{4}) $$

(17)

Согласно Принципу нуля, «термометр может измерять только свою собственную температуру». По сути, датчик температуры Pt-100 измеряет температуру воздуха внутри черного шара, которая направляется к средней радиационной температуре. Принцип, лежащий в основе поправок на среднюю лучистую температуру черного шара, напротив, пиргеометры — это датчики теплового потока черного тела, которые посредством обратного расчета (показанного в уравнении 15) дают температуру черного тела окружающей среды в точке измерения.Эта процедура описана в стандартах 12 , и результирующее показание температуры будет называться в этой статье «основной истиной», поскольку это желаемое значение, которое должно быть извлечено из измерения черного шара после соответствующей коррекции.

Конвекция Текущий эксперимент —

* Это сообщение содержит партнерские ссылки.

Конвекция — это один из трех основных типов теплопередачи. Два других — это излучение и проводимость. Конвекция — это передача тепла за счет движения нагретых частиц в область более холодных частиц.При зажигании спички может возникнуть конвекция. Воздух непосредственно над зажженной спичкой всегда горячее, чем воздух вокруг нее.

Эта разница в температуре вокруг спички вызвана воздействием тепла на плотность воздуха. Горячий воздух менее плотен, чем холодный, и поднимается вверх, оставляя более холодный воздух внизу. По мере того, как теплый воздух поднимается вверх, образуется модель движения воздуха, называемая конвекционным потоком. Мы можем видеть эти конвекционные потоки в воздухе и в воде.

Связанное сообщение Ресурсы для изучения погоды

Конвекционные токи в атмосфере влияют на нашу погоду.Подъем теплого воздуха и падение плотного прохладного воздуха вызывают наши ветры. Когда теплый влажный воздух поднимается вверх и смешивается с холодным, атмосфера становится нестабильной. Это вызывает грозы.

Гольфстрим у восточного побережья Штатов является конвекционным течением. Он несет теплую воду из тропиков вверх по восточному побережью на север в сторону холодных арктических вод.

Создайте свой собственный ток конвекции

Тепло влияет и на плотность воды.Вы можете создать свой собственный конвекционный поток с водой, который позволит вам увидеть потоки, вызванные разницей плотности воды при разных температурах.

Принадлежности:

Процедура:

  1. Смешайте воду и пищевой краситель и налейте окрашенную воду в поддон для кубиков льда. Этот эксперимент лучше всего работает, если вода очень темного цвета.
  2. Поместите поддон для кубиков льда в морозильную камеру, пока он не станет твердым.
  3. Наполните прозрачный стакан теплой водой.
  4. Добавьте один кубик льда в стакан с водой.
  5. Посмотрите, что происходит.

Что происходит?

Теплая вода растопит кубик льда, но полученная вода будет очень холодной. Эта холодная густая вода опустится на дно стакана. Вы можете видеть это, потому что талая вода из кубика льда будет любого цвета, который вы сделали для кубика льда.

По мере того, как вода нагревается, она поднимается до верхней части стакана. Цветная вода позволит вам увидеть конвекционный поток в стакане.

Попробуйте этот простой эксперимент дома!

Естественная конвекция — обзор

6.1 Введение

Естественная конвекция — это форма конвекционной теплопередачи, в которой движущей силой объемного движения или адвекции являются силы самоиндуцированной энергии. Эти силы могут быть вызваны градиентами температуры или концентрации. В этой книге мы сосредоточим свое внимание на естественном конвекционном потоке и теплопередаче за счет температурных градиентов. В свете вышеприведенного утверждения интуитивно очевидно, что поток и теплопередача будут тесно связаны в естественной конвекции.Из-за объемного движения передача тепла естественной конвекцией будет в несколько раз больше, чем при молекулярной проводимости. Даже в этом случае, поскольку в естественной конвекции не участвуют никакие внешние факторы, такие как насос или воздуходувка, скорости будут небольшими, обычно порядка см / с или десятков см / с, в отличие от нескольких м / с, которые обычно наблюдается при принудительной конвекции. Как следствие этого, скорость теплопередачи при естественной конвекции будет ниже, чем при принудительной конвекции в конкретной ситуации, если все другие управляющие переменные, такие как разность температур, геометрия и среда, одинаковы.Напомним, что традиционно конвекция, вызванная внешним воздействием, таким как насос, вентилятор или воздуходувка, получила название «принудительной» конвекции. В связи с этим естественная конвекция, если так сказать «не принуждение» извне, также известна как свободная конвекция.

Рассмотрим две бесконечно широкие горизонтальные параллельные пластины при температурах T 1 и T 2 соответственно. Пусть пространство между двумя пластинами занято такой средой, как воздух. Существуют две возможности, как показано на рис.6.1.

Рисунок 6.1. Среда заключена между двумя параллельными пластинами с температурами T 1 и T 2 . (A) T 1 & gt; Т 2 (B) Т 1 & lt; Т 2 .

В ситуации (A) верхняя пластина горячее, чем нижняя пластина. Ввиду этого, поскольку воздух (или любая другая среда в этом отношении) нагревается от верхней пластины, он остается наверху, поскольку нагретый воздух менее плотный. Таким образом, это представляет собой устойчивую конструкцию в том, что касается конвекции, а это означает, что в этом случае естественной конвекции не будет.Даже в этом случае теплопередача будет происходить между T 1 и T 2 через воздух через путь теплопроводности или молекулярной диффузии. Также может происходить излучение, но это зависит от разницы между T 1 и T 2 , радиационных свойств поверхностей и так далее. Радиационная теплопередача является предметом главы 8 этой книги.

Пока достаточно сказать, что на рис. 6.1A представлена ​​ситуация «нет потока», «нет естественной конвекции». Ситуация на рис.6.1B, тем не менее, интересно. Нагреваемая пластина находится внизу, поэтому воздух, контактирующий с ней, нагревается и поднимается вверх. Как только воздух попадает на верхнюю пластину, он охлаждается, становится более плотным и возвращается к нижней пластине, чтобы снова нагреться и продолжить цикл. Это типичная естественная конвекция.

Применения этого легиона, например, для охлаждения электронного оборудования, такого как трансформаторы, теплопередачи в окнах с двойным стеклопакетом, солнечных коллекторов, теплогидравлики в ядерных реакторах и так далее.Список бесконечен. Чтобы подчеркнуть, что приведенный выше не является банальным и забитым списком применений естественной конвекции, мы хотели бы обратить ваше внимание на ядерную катастрофу на Фукусима-дайити, которая произошла 11 марта 2011 года. Катастрофа впервые началась при землетрясении, и как только землетрясение было обнаружено, ядерные реакторы остановились. Однако из-за проблем с сетью электроснабжение прекратилось, и аварийные дизель-генераторные установки начали обеспечивать циркуляцию теплоносителя через активные зоны ядерных реакторов для отвода остаточного тепла (которое не прекращается немедленно и соответствует типичному q = ae-bt вид распределения, где a и b — известные константы, t — время, а q — тепловыделение).Однако землетрясение вызвало цунами высотой почти 50 футов, затопившее подвал завода, парализовав аварийный генератор. Это привело к так называемой аварии с потерей теплоносителя (LOCA), расплавлению реактора и выбросу радиации в атмосферу. Основная проблема здесь заключалась в том, что система отвода остаточного тепла была разработана только для случая принудительной конвекции, и система не могла предотвратить LOCA, если аварийные генераторы вышли из строя. Система отвода остаточного тепла, которая работала бы даже при естественной конвекции, потребовала бы значительных инженерных усилий, включения дымоходов и т. Д., Но спасла бы положение.Даже в обычном ноутбуке тепловая трубка отводит тепло, выделяемое процессором, но конденсация пара на самой тепловой трубке должна происходить за счет естественной конвекции и излучения со всех поверхностей ноутбука. Стоит помнить, что в конечном итоге любое выделяемое тепло должно выделяться в окружающий воздух или в близлежащее озеро, пруд, море или космическое пространство. Задача специалиста по теплопередаче состоит в том, чтобы обеспечить и спроектировать этот путь, который был бы надежным, безопасным, экономичным, экологически безвредным и соответствовал всем руководящим принципам и законам.

Конвекция в науке: определение, уравнения и примеры — видео и стенограмма урока

Что такое конвекционные токи?

Вы когда-нибудь держали руку над кастрюлей с кипящей водой? Вы, наверное, не смогли бы удерживать его там долго. Но когда вы кладете руку рядом с того же самого банка, она чувствует себя прекрасно. Почему так случилось? Из-за конвекции!

Существует три типа теплопередачи: кондуктивная, конвекционная и радиационная. Конвекция — это тип теплопередачи, которая может происходить только в жидкостях и газах, потому что она включает эти жидкости или газы, физически движущиеся.

Конвекция возникает, когда существует разница температур между двумя частями жидкости или газа. Горячая часть жидкости поднимается, а более холодная опускается. Но давайте возьмем пример, чтобы подумать о , почему это происходит с , чтобы не предположить, что жидкость имеет собственное сознание.

После дня хорошего, основательного обучения пора сделать перерыв. Вы ставите чайник, чтобы заварить чашку чая. Чайник нагревает воду снизу, давая молекулам у дна больше кинетической энергии (энергии движения).Это дополнительное движение позволяет молекулам немного разойтись. Если они больше разнесены, значит, вода менее плотная. Холодная вода обычно плотнее горячей.

Конвекционные токи в кипящей воде — кастрюле или чайнике

Если вы поместите что-то менее плотное внутрь более плотного, что произойдет? Что ж, попробуйте положить пробку под воду. Вы не удивитесь, увидев, как он прыгнет прямо на поверхность.Таким же образом горячая вода на дне чайника менее плотная, чем холодная вода над ним, поэтому она будет подниматься на поверхность. Попав туда, он снова остывает, потому что находится дальше от нагревательного элемента. Это заставляет его становиться более плотным и тонуть.

Эти движения воды являются конвекционными потоками, поэтому кипящая вода так сильно перемещается. Вода нагревается и становится менее плотной, затем поднимается и охлаждается, снова становясь более плотной, пока не тонет.Этот процесс повторяется снова и снова. И все это из-за простой разницы температур между верхом и низом чайника.

Итак, буквально минуту назад я спросил вас, почему так жарко над кипящей водой, когда совершенно удобно положить рядом с ним руку. Причина этого — конвекционные токи. Это потому, что нарастает жара. Когда вы кладете руку рядом с горшком, вы получаете энергию через другие типы теплопередачи, такие как теплопроводность и излучение. Но не очень.Однако над ним вы добавляете в смесь конвекцию. Нагретый воздух буквально поднимается к вам к руке.

Заключительный отчет | Естественная конвекция в стратифицированных озерах и водохранилищах — влияние на перенос загрязнителей, кислородный баланс и динамику питательных веществ | База данных исследовательского проекта | Исследовательский проект грантополучателя | ЗАКАЗ

Заключительный отчет: естественная конвекция в стратифицированных озерах и водохранилищах — воздействие на перенос загрязнителей, кислородный баланс и динамику питательных веществ

Номер гранта Агентства по охране окружающей среды: R825428
Название: Естественная конвекция в стратифицированных озерах и водохранилищах — влияние на перенос загрязнителей, бюджет кислорода и динамику питательных веществ
Исследователи: Шладов, С.Г.
Учреждение: Калифорнийский университет — Дэвис
Руководитель проекта Агентства по охране окружающей среды: Клифорт, Барбара I
Срок реализации проекта: 1 ноября 1996 г. 31 октября 1999 г. (Продлен до 31 октября 2000 г.)
Сумма проекта: 426 923 долл. США
RFA: Разведочные исследования — гидротехника (1996) RFA Text | Списки получателей
Категория исследований: Вода , Земля и управление отходами , Более безопасные химикаты

Цель:

Целью исследования было изучить, используя комбинацию полевых, лабораторных и численных методов, процесс естественной конвекции в озерах и водохранилищах.Частью исследования были как вертикальный перенос, как при охлаждении поверхности озера, так и боковой перенос, как, например, при дифференцированном нагреве или охлаждении окраин озера. Особое внимание было уделено трем конкретным вопросам, которые контролируются естественной конвекцией. Это были: (1) количественная оценка переноса кислорода через поверхность воды из-за естественной конвекции; (2) количественная оценка выноса за пределы берега с помощью дифференциального охлаждения; и (3) количественная оценка процесса сезонной конвекции в глубоких озерах, которые лишь изредка перемешиваются на полную глубину.

Резюме / Достижения (Выходы / Итоги):

Лабораторные эксперименты . Лабораторные эксперименты были в основном направлен на исследование переноса кислорода в чистом природном конвекция. Одним из ключевых результатов стала разработка новой техники, флуоресцентная визуализация кислорода (FOV) для количественного определения количества кислорода переносится из воздуха в воду и позволяет визуализировать движение кислорода обогащенная вода. Основная концепция FOV основана на подавлении интенсивность флуоресценции кислородом и отображение двумерной плоскости танк.Цветная видеокамера с зарядовой связью (ПЗС) была ориентирована на под прямым углом к ​​световому полотну. Получены двумерные изображения интенсивности света на световом листе записывались на ПЗС-камеру (640х480 пикселей) с разрешением 500 наносекундное время экспозиции.

Для моделирования границы раздела воздух-вода в озере с учетом чистой естественной конвекционный, использовался прямоугольный резервуар. Стены и основание из оргстекла были стеклопакет для обеспечения необходимой теплоизоляции и толщиной 0,5 см. Алюминиевая пластина служила основанием камеры.Холодная вода закачивается через крышку камера обеспечивала постоянное верхнее граничное условие температуры, которое имитировало условия, необходимые для естественной конвекции. Колотый лед и сухой лед фасованный в крышку камеры также были использованы для расширения экспериментального диапазона.

Пространственное распределение концентрации кислорода на границе раздела воздух-вода. в резервуаре была визуализирована с использованием описанной техники флуоресцентной визуализации. выше, чтобы количественно оценить перенос кислорода за счет только естественной конвекции.Двумерные изображения получали непрерывно с усиленным зарядом. камера со связанными устройствами (ICCD). Всего было обработано 2160 изображений для каждого 3-часовой эксперимент. Профили температуры и электричества с высоким разрешением. проводимости были использованы для определения структуры температуры, индуцированной поверхностное охлаждение.

Обогащенные кислородом шлейфы, которые были видны на изображениях, происходят из тепловой пограничный слой. Толщина теплового пограничного слоя составляла диапазон от 2 до 4 мм.Этот слой утолщался в локализованных областях в виде пакетов холодная, богатая кислородом вода накапливается перед тем, как пролиться и переместиться вниз. Этот цикл проникновения плюма повторялся много раз во время эксперимента и расположение этих участков утолщения постоянно менялось. Кислород коэффициенты переноса и потоки кислорода, создаваемые естественной конвекцией, были измеряется при четырех почти постоянных тепловых потоках. Для диапазона температур разности 7? C? 24? C (диапазон тепловых потоков 403? 901 Вт / м 2 ), коэффициенты переноса кислорода (KL) находились в диапазоне из 0.09? 0,51 м / сутки, а общие потоки кислорода (F) были между 752? 4 309 мг / м 2 / сут, и увеличивается с увеличением разница температур воздуха и воды. Для диапазона тепловых потоков Обычно естественная конвекция может преобладать над переносом кислорода ветром скорости ниже 1,5 мс -1 . Глубокое проникновение охлаждающая вода также наблюдалась, и было определено, что это значительный источник кислорода для более глубоких частей озера.

Двумерная визуализация потока флуоресцентным методом. предоставили феноменологическое описание шлейфов под охлаждающей поверхностью воды. и механизм переноса кислорода при физически реализуемых, повсеместных множество природных условий в озерах. Коэффициент передачи, который был полученные для переноса кислорода в условиях чистой конвекции (т. е. без ветра) могут легко встраиваться в существующие модели поверхности раздела воздух-вода и многое другое. реалистичных результатов можно ожидать в условиях слабого ветра.

Полевые эксперименты . Полевые экспериментальные площадки были очень разными, выбраны потому, что каждая из них представляет различные аспекты конвективных процессов. Озеро Чистое очень мелкое (средняя глубина 8,1 м), с пологими берегами. По напротив, озеро Тахо было глубоким (средняя глубина 340 м), с относительно крутыми склонами. наклонные стороны. Следовательно, ожидалось, что в Клир Лейк будет доминировать дифференциальный нагрев и охлаждение (способствуя боковым вторжениям), тогда как озеро Тахо будет отображать только одномерную вертикальную конвекцию.Один из неожиданные результаты исследования заключались в том, что дифференциальные охлаждающие эффекты и боковые движения, хотя и в сезонном масштабе, были гораздо более доминирующими на озере Тахо и были, по сути, главными определяющими факторами того, полностью ли озеро смешалось конкретный год.

Чистое озеро . Одной из частей полевой работы было выявление и количественная оценка прибрежная гидродинамика в верхнем течении озера Ясное. В частности, это было сосредоточены на процессах естественной конвекции за счет дифференциального нагрева и охлаждения, и их общее значение для транспортировки прибрежного материала в более глубокие, далекие от берега районы.Другая часть полевых работ в Clear Lake была связаны с косвенными конвективными эффектами, вызванными бароклинной реакцией к ветровому воздействию и относится к общему переносу в масштабе бассейна загрязняющие вещества конвективными процессами. Эта работа была сосредоточена в Окс-Арм Чистое озеро.

Конвективные течения наблюдались во все исследованные сезоны и были ограничены. до менее 1500 м от берега. Возможность возникновения конвективных токов из-за к дифференциальному охлаждению стало больше позже летом и осенью, так как был замечен с конца августа по октябрь 1997 года.Конвективные токи из-за дифференциальный нагрев и охлаждение наблюдались в течение 2 дней подряд в Залив ранчерии, на котором базировалось исследование. Дифференциальный нагревательный поток имел скорость 2? 3,5 см / с, тогда как дифференциальная скорость охлаждения была около 2 см / с. Принимая во внимание продолжительность периода дифференциального охлаждения, когда более холодная прибрежная вода скользила под более теплые воды и заменялась более теплой поверхностные воды с более далекого от берега, можно показать, что вся вода заливка потенциально была перенесена в офшор в это время и заменена с прибрежными поверхностными водами.Это имеет важные последствия для транспорта. загрязняющих веществ из прибрежной зоны озера.

Было обнаружено, что динамика Окс-Арма характеризуется заметным суточная периодичность, продиктованная ветровым режимом. Ветер действует во время дневные и вечерние часы в этой слабо стратифицированной системе для генерации горизонтальные градиенты температуры как вдоль, так и поперек продольной оси Окс-Арм. Ночью и ранним утром, когда дует ветер. пренебрежимо малы, градиенты бароклинного давления, возникающие из-за горизонтального разница в температуре становится доминирующим механизмом воздействия в системе, движущие токи до 10-15 см / с на запад у поверхности и на восток вблизи дно.Процессы настройки и релаксации модулируются влиянием вращения Земли и создают остаточную циркуляцию, называемую бароклиническая откачка.

Наши наблюдения показывают, что Clear Lake — это активная система, которая меняет резко в ответ на суточные ветровые явления. Таким образом, наблюдения собраны в данный момент времени не может быть репрезентативным для состояния озера 12 часы спустя. Течения в озере также пространственно изменчивы; в целом условия на данной станции отбора проб не будут репрезентативными для существующих условия всего в 1000 метрах.Основание любой интерпретации поля эксперименты с частичными наблюдениями могут привести к неправильным ответам. Использование несколько скоростных разрезов для характеристики циркуляции озера, например, могут вводить в заблуждение, поскольку существует заметная предвзятость получения наблюдений во время светлое время суток и безветренные периоды. Именно в те часы, когда озеро приспосабливается. от одного типа циркуляции, вызываемого в основном ветром, к другому, вызываемому, главным образом, конвективные процессы.

Озеро Тахо .В прохладное время года (осень, зима и весной), перенос тепла и количества движения на поверхности озера и соотношение температуры и плотности воды вместе дестабилизируют толщу воды и управлять процессами вертикального перемешивания и транспортировки. Углубление поверхности слой, который производит этот процесс, переносит питательные вещества из гиполимниона в эвфотическая зона. Он также может ресуспендировать отложения, которые осели бы под стратифицированных условиях или перераспределить частицы, которые могут все еще находиться в приостановка.

термисторных цепей были развернуты в озере Тахо в течение четырех зим с 1996–1999 гг. Вертикальная дестратификация и перемешивание достигли максимальной глубины 190 м, 260 м, 385 м и не менее 464 м в те годы соответственно. Глубокий перемешивание на дне озера происходило зимой 1998 и 1999 гг., но мог быть активен дополнительный механизм, такой как горизонтальная конвекция (см. ниже). В озере наблюдался энергичный спектр внутренних волн.Несколько наблюдались сейши с экскурсиями более 200 м. Одномерная модель озера (DLM) был использован для моделирования углубления смешанного слоя в течение 2 лет. Модель идентифицировали конвективное охлаждение (проникающую конвекцию) как доминирующий механизм приводное вертикальное перемешивание и углубление поверхностного слоя. Однако самый глубокий вертикальное перемешивание в результате интенсивных штормовых явлений и динамических реакций внутри Озеро.

Изучение точных причин межгодовых колебаний глубины перемешивания на озере Тахо пришла с установкой третьей цепи термистора на северная сторона озера Тахо, на относительно мелководье (100 м плато).Термистор данные цепи показывают, что перемешивание самой глубокой воды в озере Тахо было вызвано процессы горизонтального обмена, а не процессы вертикального перемешивания во время Зима 1998 и 1999 гг. В феврале 1998 и 1999 гг. Температура дна среднего озера внезапно упал, в то время как вышележащий водный столб оставался слегка расслоенным, и впоследствии было замечено, что озеро «наполняется» более холодной водой из вверх дном. В результате уровень питательных веществ в толще воды приблизился к однородность, но фактического вертикального переворота не произошло.По горизонтали температурные градиенты существовали между мелководьем и более глубокими водами. Холодные фронты, скорее всего, наблюдались гравитационные течения, проходящие от прибрежных районов к центра и были связаны с минимумами теплового потока. По объему, речной поток не мог объяснить наблюдения.

Следовательно, предполагается, что глубокое перемешивание было вызвано горизонтальным конвекция из-за дифференциального охлаждения. Предлагаемый механизм аналогичен горизонтальная конвекция, вызванная суточным дифференциалом нагрева и охлаждения, но шкалой времени для похолодания теперь является весь осенне-зимний период.Этот процесс, при котором гиполимнион перезаряжается за счет дифференциального охлаждения и горизонтальная конвекция поверхностных вод на сезонной основе, открывает ряд важные вопросы, вызывающие озабоченность при управлении озером Тахо и другими глубокими озера, которые могут находиться в аналогичных условиях. К ним относятся интерпретация общепринятых оценок седиментационного потока (в сторону увеличения вертикальная циркуляция может быть вызвана вдали от окраин озера), потенциальная роль гравитационных токов в ресуспендированных отложениях и, возможно, полезного влияние питательных веществ и других загрязняющих веществ из адвектируемой литоральной зоны в гиполимнион ниже глубины проникновения света.Это также предполагает, и это предмет продолжающихся исследований, что межгодовые вариации в глубоких смешивание связаны с возникновением условий, которые приводят в действие дифференциал процесс охлаждения.

Численное моделирование . Трехмерная численная модель для описывающая движение воды в озерах и водохранилищах, разработана и апробирована на обоих полевых участках, Clear Lake и Lake Tahoe. Трехмерный модель (SI3D-L) основана на уравнении неразрывности для несжимаемых жидкостей, усредненная по Рейнольдсу форма уравнений Навье-Стокса для импульса, уравнение переноса для температуры и уравнение состояния, связывающее от температуры до плотности жидкости.Он включает в себя форму Mellor-Yamada 2.5 схема закрытия турбулентности

Гидродинамика Окс-рукава озера Клир-Лейк была проанализирована с использованием SI3D-L. Использовались наблюдения температуры, собранные на трех цепях термисторов. для проверки модели. Численные результаты после начального периода раскрутки 2 дня оказались относительно близкими к наблюдениям. Числовой моделирования показывают, что факторы, управляющие циклонической бароклинной откачкой циркуляции Окс-Арм: (1) стратификация, (2) периодическая и преимущественно равномерные западные ветры и (3) эффекты Кориолиса (земные вращение).Пространственная изменчивость ветра оказалась особенно важной. в воспроизведении антициклонической циркуляции, наблюдаемой в нижнем плече. В Вращение Земли порождает замечательную асимметрию в эволюции температурное поле поперек продольной оси рукава Окс, которое составляет важно для объяснения существующей остаточной циклонической циркуляции и многие наблюдения собраны в полевых условиях. Асимметричная температура стратификация приводит к различиям в скорости, с которой вертикаль циркуляция переключается с движения ветра на движение бароклиники. силы, вдоль северного и южного берегов Окс-Арм.Смена вертикали кровообращение начинается с самого восточного конца рукава и движется к западу больше быстро вдоль северного берега. Следовательно, есть станции на юго-западе. стороне Окс-Арма, где бароклинная циркуляция редко заменяет ветровая циркуляция, а через бассейн на северном берегу бароклинное кровообращение ощущается чаще и интенсивнее. Этот разница в продолжительности вертикальной циркуляции, вызванной бароклиническим действием. преобладает ветровое движение, что отражается на остаточных профилях.в на севере остаточные токи идут на запад, а на юге остаточные токи течения идут на восток.

Модель также использовалась для подтверждения природы доминирующего бассейновые внутренние волны озера Тахо в условиях зимней конвекции. В то время озеро было слабо стратифицировано с четко выраженным металимнионом. от 50 до 150 метров ниже свободной поверхности воды. Три режима колебания были изолированы в измеряемом поле внутренней волны и были положительно идентифицированы посредством анализа и отображения результатов модели.Два из моды имеют субинерциальные частоты и были идентифицированы как вертикальная мода 1 Волны Кельвина, бегущие против часовой стрелки по периметру озера с с периодичностью 4–5 дней и 54 часа. Волна Кельвина с более длинным периодом горизонтальная мода 1, в то время как более короткопериодическая волна Кельвина имеет горизонтальную моду 2. Третья внутренняя волновая мода — это волна Пуанкаре с периодом около 18 часов, вызывая поперечные колебания изотерм.

Облегчена идентификация и описание внутреннего волнового поля. за счет совместного использования как подробных полевых измерений, так и подход трехмерного моделирования.Последний обеспечивает пространственно-интенсивный информация, которую невозможно получить с помощью программы полевых измерений. Это также позволяет апостериори выбрать точки особого интереса или важность для анализа. Трехмерное смещение изотермы с полосовой фильтрацией сюжеты, которые может создать только модель, представляют собой мощный методика визуализации и интерпретации внутреннего волнового поля. Аналогичным образом выбор точек для получения вращающихся спектров производился с помощью преимущество ретроспективного анализа результатов модели.


Статьи журнала в этом отчете : 7 Показано | Скачать в формате RIS
Тип Цитата Проект Источники документов
Статья журнала Ли М., Шладов С.Г.Визуализация концентрации кислорода в водоемах флуоресцентным методом. Water Research 2000; 34 (10): 2842-2845. R825428 (Финал)
нет в наличии
Статья журнала Rueda FJ, Schladow SG.Моделирование бароклинной реакции в стратифицированных бассейнах: количественное сравнение двух численных моделей. Журнал гидрологической инженерии 2001. R825428 (Финал)
нет в наличии
Статья журнала Rueda FJ, Schladow SG.Количественное сравнение моделей баротропного отклика однородных бассейнов. Journal of Hydraulic Engineering-Asce 2002; 128 (2): 201-213. R825428 (Финал)
нет в наличии
Статья журнала Rueda FJ, Schladow SG.Поверхностные сейши в озерах сложной геометрии. Приложение к Clear Lake, Калифорния. Лимнология и океанография 2002; 47 (3): 906-910. R825428 (Финал)
нет в наличии
Статья журнала Rueda FJ, Schladow SG, Monismith SG, Stacey MT.Динамика большого полимиктового озера. I: Полевые наблюдения. Journal of Hydraulic Engineering-Asce 2003; 129 (2): 82-91. R825428 (Финал)
нет в наличии
Статья журнала Rueda FJ, Schladow SG.Динамика большого полимиктового озера. II: Численное моделирование. Журнал гидротехники 2003; 129 (2): 92-101.
R825428 (финал)
R825433 (финал)
R826282 (финал)
  • Аннотация: ASCE-Abstract
    Выход
  • Статья журнала Schladow SG, Lee M, Hurzeler BE, Kelly PB.Перенос кислорода через границу раздела воздух-вода за счет естественной конвекции в озерах. Лимнология и океанография 2002; 47 (5): 1394-1404. R825428 (Финал)
    нет в наличии

    Дополнительные ключевые слова:

    вода, водная среда, физика, инженерия, лимнология, моделирование, мониторинг, западная часть, Калифорния, Калифорния, регион EPA 9., RFA, научная дисциплина, географическая зона, вода, защита экосистемы / воздействие на окружающую среду и риски, экология, исследовательская биология окружающей среды, химия окружающей среды, экосистема / оценка / индикаторы, химические смеси — воздействие на окружающую среду и риски, защита экосистемы, химия, государство , Экологические эффекты — воздействие на окружающую среду и риски, экологические последствия — здоровье человека, инженерия, западное побережье, инженерия, химия и физика, экологические показатели, экологическое воздействие, динамика питательных веществ, судьба и перенос, резервуары, перенос загрязняющих веществ, стратифицированные озера и резервуары, перенос загрязняющих веществ, Clear Lake, лазерная диагностика, экологические воздействия, естественная конвекция, озера, кислородный баланс, загрязняющие вещества в окружающей среде, лазерно-индуцированные исследования флюоресценции, модели переноса, цифровая термометрия частиц, качество воды, экосистемы озер, озеро Тахо, загрязненные водоносные горизонты, анализ флуоресценции , Калифорния (Калифорния)

    Соответствующие веб-сайты:

    http: // www.engr.ucdavis.edu/~edllab/

    Отчет о ходе работ и окончательные отчеты:

    Оригинальный абстрактный
  • 1997
  • 1998
  • 1999
  • 13 примеров конвекции в повседневной жизни — StudiousGuy

    Конвекция относится к процессу передачи тепла или энергии через текучую среду (газ или жидкость) от высокой температуры к низкой.Конвекция — это один из трех типов теплопередачи; два других — излучение и проводимость. Под проводимостью понимается передача тепла между телами, находящимися в физическом контакте; тогда как при излучении энергия излучается в форме электромагнитных волн.

    Молекулярное движение в жидкостях является причиной конвективной теплопередачи. Движение молекул увеличивается, когда температура молекул увеличивается; в результате молекулы стремятся удаляться друг от друга.Движение молекул отвечает за передачу тепла.

    Если вы посмотрите вокруг, вы можете заметить, что конвекция играет важную роль в повседневной жизни. В этой статье мы собираемся обсудить реальные примеры конвекции, которые весьма интересны.

    1. Бриз

    Морской и наземный бриз являются классическими примерами конвекции. Согласно определению конвекции, молекулы с более высокой температурой вытесняют молекулы с более низкой температурой.Точно так же днем ​​поверхность суши у моря теплее, чем вечером. Конвекция заставляет воздух, который находится ближе к поверхности земли, нагреваться и, следовательно, подниматься. Этот теплый воздух у суши легко заменяется холодным, что приводит к «Морскому бризу». Ночью земля остывает сильнее. Однако воздух над морской водой теплый и поэтому поднимается вверх. Как только этот воздух поднимается, он заменяется холодным воздухом с суши, который обычно называют «сухопутным бризом».”

    2. Кипяток

    Конвекция вступает в игру при кипячении воды. Происходит то, что холодная вода внизу нагревается от энергии горелки и поднимается вверх. Когда горячая вода поднимается, холодная вода устремляется, чтобы заменить ее, что приводит к круговому движению.

    3. Кровообращение у теплокровных млекопитающих

    Вы можете быть удивлены, узнав, что теплокровные животные используют конвекцию для регулирования температуры тела.Человеческое сердце — это насос, а кровообращение в человеческом теле — пример принудительной конвекции. Тепло, выделяемое клетками тела, передается воздуху или воде, протекающей по коже.

    4. Кондиционер

    В жаркий летний день кондиционеры работают постоянно. Процесс охлаждения воздуха в кондиционерах основан на принципе конвекции. Холодный воздух выпускается кондиционерами.Теперь этот холодный воздух плотнее теплого и, следовательно, тонет. Теплый воздух, будучи менее плотным, поднимается вверх и втягивается кондиционером. В результате создается конвекционный ток, и комната охлаждается.

    5. Радиатор

    Даже радиаторы работают по принципу конвекции. Как и в приведенном выше примере с кондиционерами, радиаторы работают аналогичным образом. В радиаторах нагревательный элемент размещается внизу. Холодный воздух, будучи плотным, опускается и забирается в радиатор; его нагревают и отпускают.Горячий воздух заменяет промежуток, оставленный холодным воздухом. Следовательно, создается конвекционный ток.

    6. Холодильник

    Принцип работы холодильников очень похож на принцип работы кондиционеров. Морозильная камера, в случае холодильников, размещается вверху. Как упоминалось выше, теплый воздух, будучи менее плотным, поднимается вверх и, следовательно, охлаждается морозильной камерой. Теперь этот прохладный воздух, будучи более плотным, опускается вниз и, следовательно, сохраняет нижнюю часть холодильника прохладной.

    7. Поппер горячего воздуха

    Поппер с горячим воздухом, который используется для приготовления попкорна, также использует принцип конвекции. Поппер горячего воздуха имеет вентилятор, вентиляционное отверстие и нагревательный элемент. Когда поппер включен, вентилятор нагнетает воздух на нагревательный элемент через вентиляционное отверстие. Нагревательный элемент, в свою очередь, нагревает воздух; который затем поднимается. Над нагревательным элементом размещены ядра попкорна. Ядра нагреваются, когда поднимается горячий воздух; поэтому ядра лопаются.

    8. Воздушный шар

    Воздушные шары могут подниматься по принципу конвекции. Вы могли видеть обогреватель в основании воздушного шара. Этот обогреватель нагревает воздух, который движется вверх. Поднимающийся горячий воздух попадает в воздушный шар и, следовательно, заставляет его подниматься вверх. Когда должна произойти посадка воздушного шара, пилот выпускает часть горячего воздуха. Холодный воздух заменяет выпущенный горячий воздух; следовательно, воздушный шар опускается.

    9. Горячий напиток

    Кто не любит чашку горячего кофе в зимний день? Вы знаете, что выделение тепла из дымящейся чашки горячего кофе также работает по принципу конвекции? Возможно, вы часто наблюдали пар, выходящий из чашки с горячим кофе. Пар в виде теплого воздуха поднимается вверх из-за высокой температуры жидкости. Этот пар передается в воздух.

    10. Осадки и грозы

    Можно даже наблюдать роль конвекции в осадках и грозах.Посмотрим как? Облака образуются, когда вода в океане нагревается и поднимается вверх. Эти теплые капли воды, в свою очередь, насыщаются, что приводит к образованию облаков. Маленькие облака, которые образуются в результате этого процесса, сталкиваются друг с другом, образуя более крупные облака. Эти большие облака, которые обычно называют кучево-дождевыми, приводят к дождям и грозам.

    11. Двигатели с воздушным охлаждением

    Двигатели в транспортных средствах, например в легковых автомобилях, охлаждаются водяными рубашками.Продолжительная работа двигателей приводит к нагреванию воды в водяной рубашке / водяных трубах, окружающих двигатель. Чтобы двигатель оставался работающим, воду необходимо охладить. Когда вода нагревается, она начинает течь по трубам, окружающим двигатель. Когда теплая вода течет по этим трубам, она охлаждается вентиляторами. Эти вентиляторы тоже присутствуют в трубах. Как только вода остывает, она возвращается в двигатель; следовательно, соблюдая сам принцип конвекции и охлаждения двигателя.

    12. Таяние льда

    Таяние льда — еще один пример конвекции. Температура поверхности или границы льда увеличивается по мере того, как теплый воздух дует над поверхностью; или под ним течет вода, температура которой выше, чем у льда. Когда температура поверхности или границы льда изменяется, лед тает. Подобным образом замороженный материал тает в воде.

    13. Конвекционная печь

    Кто не любит торты и печенье? Но знаете ли вы, что в большинстве духовок используется принцип конвекции? В случае конвекционных печей используется принудительная конвекция.При нагревании молекулы, присутствующие в воздухе, также нагреваются и начинают двигаться. Благодаря этому теплому воздуху пища в духовке готовится.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *