Где используется конвекция примеры: Для чего нужна кухонная техника с конвекцией

Для чего нужна кухонная техника с конвекцией

Конвекция — это режим, который присутствует в большинстве современных духовок. Он есть и в других видах техники — в аэрогрилях, микроволновках с грилем, ростерах, хлебопечках.

В этой статье специалисты Miele рассказывают, что такое конвекция, для чего она нужна в духовом шкафу и приводят ее примеры в других бытовых приборах и в природе.

Что такое конвекция

Конвекция — это естественный процесс, при котором потоки воздуха двигаются, перемешиваясь между собой. Теплые перемещаются наверх, холодные — вниз. Газы и жидкости расширяются при нагреве и выталкиваются вверх. Это происходит согласно закону Архимеда, по которому сила, действующая на теплый воздух или жидкость, выше, чем сила тяжести.

Примеры конвекции в природе и технике

Самый распространенный пример конвекции — закипающая в кастрюле или чайнике вода. Нагретая жидкость выталкивается вверх, перемещая холодную вниз и перемешиваясь. Увидеть кипящие пузырьки воздуха можно невооруженным взглядом. Другие примеры конвекции в природе:

1. Корка льда на реке. Вода равномерно охлаждается, перемещая охлажденные потоки вниз и выталкивая более теплые. При 4 градусах по Цельсию она имеет одинаковую плотность. Верхний слой постепенно теряет температуру и плотность, что не позволяет ему опуститься вниз. Река покрывается ледяной коркой.
2. Конденсация влаги и облака. Пар от прогретой земли поднимается вверх. Это формирует облака, конденсирует влагу. Остывая, она перемещается вниз, выпадая в виде дождя.

Пример естественной конвекции можно наблюдать в классических русских или сицилийских печах без электрического нагрева. Поступающий через заслонку воздух необходимый для пламени, перемешивается с горячим. Это приводит к выходу продуктов горения из дымохода.

Конвекцию можно наблюдать в различных видах техники:

1. В обогревателях. Он устанавливается на полу, прогревает воздух и поднимает его в верхние слои помещения. Его сменяет прохладный, продолжая цикл работы прибора.
2. В холодильниках. Воздух в камерах прибора охлаждается по причине естественной конвекции. Холодные слои перемещаются вниз, теплые заменяют их и теряют температуру.
3. В духовках, мини-печах, аэрогрилях, хлебопечках и другой подобной технике. В их конструкции предусмотрена принудительная конвекция. Что это такое — специалисты Miele рассказывают более подробно.

Что такое режим конвекции в духовом шкафу

Духовки с режимом конвекции оснащены специальным вентилятором в задней стенке рабочей камеры. Он принудительно перемещает потоки воздуха, что позволяет достичь:

• быстрого прогрева духовки до нужной температуры;
• равномерной температуры в верхней, средней и нижней частях рабочей камеры.

Режим конвекции ускоряет естественный природный процесс и перемешивает горячие и холодные потоки принудительно.

Для чего нужна конвекция в духовке

Режим конвекции присутствует в большинстве моделей современных духовых шкафов. Он позволяет снизить расход электроэнергии / газа для нагрева рабочей камеры и имеет следующие преимущества:

• увеличивает скорость, с которой готовятся различные блюда;
• не позволяет пище пригореть с верхней или нижней стороны;
• обеспечивает равномерность выпечки хлебобулочных изделий, запеченных мяса, рыбы, птицы и других продуктов;
• позволяет располагать блюда на нескольких уровнях духовки, готовить продукты больших размеров, например, целую тушку курицы;
• подходит для бережной и равномерной разморозки продуктов.

Все духовые шкафы Miele оснащены режимом конвекции. Каталог товаров представлен на официальном сайте немецкого производителя.

Выбрать духовой шкаф

Предыдущая записьЛучшие места для чайника на маленькой кухне Следующая записьКак правильно использовать сушилку для фруктов

Конвекция. Примеры конвекции в природе и технике. Школьный курс физики

Главная | Физика 8 класс | Конвекция. Примеры конвекции в природе и технике

Помещая руку над горячей плитой или над горящей электрической лампочкой, можно почувствовать, что над ними поднимаются тёплые струи воздуха.

Небольшая бумажная вертушка, поставленная над пламенем свечи или электрической лампочкой, под действием поднимающегося нагретого воздуха начинает вращаться (рис. 9, а).

Рис. 9. Конвекция: а — в воздухе; б — в жидкости

Это явление можно объяснить таким образом.

Воздух, соприкасаясь с тёплой лампой, нагревается, расширяется и становится менее плотным, чем окружающий его холодный воздух. Сила Архимеда, действующая на тёплый воздух со стороны холодного снизу вверх, больше, чем сила тяжести, которая действует на тёплый воздух. В результате нагретый воздух «всплывает», поднимается вверх, а его место занимает холодный воздух.

Такие же явления мы наблюдаем и при нагревании жидкости снизу. Нагретые слои жидкости — менее плотные и поэтому более лёгкие — вытесняются вверх более тяжёлыми, холодными слоями. Холодные слои жидкости, опустившись вниз, в свою очередь, нагреваются от источника тепла и вновь вытесняются менее нагретой водой. Благодаря такому движению вся вода равномерно прогревается. Этот процесс становится наглядным, если на дно колбы бросить несколько кристалликов марганцовокислого калия, который окрашивает струи воды в фиолетовый цвет (рис. 9,6).

В описанных опытах мы наблюдали ещё один

вид теплопередачи, называемый конвекция (от лат. конвекцио — перенесение).

Следует помнить, что при конвекции энергия переносится самими струями газа или жидкости.

Так, например, в отапливаемой комнате благодаря конвекции поток тёплого воздуха поднимается вверх, а холодного опускается вниз (рис. 10). Поэтому у потолка воздух всегда теплее, чем вблизи пола.

Рис. 10. Нагревание воздуха путём конвекции

Различают два вида конвекции: естественную (или свободную) и вынужденную. Так, нагревание жидкости, а также воздуха в комнате являются примерами естественной конвекции. Вынужденная конвекция наблюдается, если перемешивать жидкость мешалкой, ложкой, насосом и т. д.

Если жидкости и газы прогревать не снизу, а сверху (см. рис. 6, 7), то конвекция не происходит. Нагретые слои не могут опуститься ниже холодных, более тяжёлых.

Следовательно, для того чтобы в жидкостях и газах происходила конвекция, необходимо их нагревать снизу.

Конвекция в твёрдых телах происходить не может. Вам уже известно, что частицы в твёрдых телах колеблются около определённой точки, удерживаемые сильным взаимным притяжением. В связи с этим при нагревании твёрдых тел в них не могут образовываться потоки вещества. Энергия в твёрдых телах может передаваться теплопроводностью.

Вопросы:

1. Объясните, как и почему происходит перемещение воздуха над нагретой лампой.

2. Объясните, как происходит нагревание воды в колбе, поставленной на огонь.

3. В чём состоит явление конвекции?

4. Чем отличается естественная конвекция от вынужденной?

5. Почему жидкости и газы нагревают снизу?

6. Почему конвекция невозможна в твёрдых телах?

Задания:

Включите настольную лампу и расположите над ней маленькую пушинку. Опишите, что вы наблюдаете. Объясните, с каким видом теплопередачи связано наблюдаемое явление.

Упражнения:

Упражнение № 4

1. Почему подвал — самое холодное место в доме?

2. Почему форточки для проветривания комнат помещают в верхней части окна, а радиаторы — у пола?

3. Каким способом охлаждается воздух в комнате зимой при открытой форточке?

Это любопытно…

Примеры конвекции в природе и технике

Ветры.

В атмосфере Земли вследствие неодинакового нагрева воздуха в жарком поясе и в полярных областях возникает мощное конвекционное движение воздуха, образующее постоянно дующие ветры.

Одной из причин образования пассатов — ветров, дующих от субтропических областей к экватору, — является неравномерное нагревание земной поверхности солнцем. Средняя годовая температура на экваторе Земли на 50 0C выше, чем на её полюсах. В экваториальной зоне Земли нагретый воздух поднимается вверх. На его место с севера и юга притекает холодный воздух. Его движение и есть пассат. Потоки холодного воздуха вследствие вращения Земли движутся не вдоль меридиана, а отклоняются.

В связи с этим в Северном полушарии пассаты имеют северо-восточное направление, а в Южном — юго-восточное.

Ветры вызывают образование океанических течений. Постоянно дующий в одном направлении ветер приводит в движение верхние слои воды. Они перемещаются в сторону ветра. Тёплые и холодные океанические течения могут служить примерами вынужденной конвекции.

Возникновение ветра на берегах морей — бриза — также объясняется конвекцией. В летние дни суша нагревается солнцем сильнее, чем вода в море. Нагревшийся от суши воздух поднимается вверх. Это происходит потому, что плотность воздуха уменьшается и давление становится меньше давления более холодного воздуха над морем.

На место тёплого воздуха с моря приходит более прохладный. Днём ветер дует поэтому с моря на сушу (дневной бриз). Ночью, наоборот, поверхность суши остывает быстрее, чем вода в море. Ветер меняет своё направление — дует с суши на море (ночной бриз).

Тяга.

Вы знаете, что горение топлива без притока свежего воздуха невозможно. Горение топлива прекратится, если в трубу самовара, камина не будет поступать воздух. На практике используют естественный приток воздуха — тягу. На фабриках и заводах, на электростанциях, в котельных установках для усиления тяги устанавливают трубу (рис. 11). Воздух в трубе при горении нагревается, а значит, его плотность уменьшается. Следовательно, давление воздуха, находящегося в топке и трубе, становится меньше давления наружного воздуха. Возникает разность давлений. Вследствие разницы давлений холодный воздух поступает в топку, а тёплый поднимается вверх. Возникает тяга, которая усиливается при увеличении высоты трубы.

Рис. 11. Модель для демонстрации тяги

Отопление и охлаждение жилых помещений.

В современных зданиях устанавливают водяное отопление. По всему зданию проводят систему распределительных труб, а от них вниз идут вертикальные трубы, которые проходят через комнаты здания.

Из этих труб вода поступает в отопительные батареи. Вода отдаёт им своё тепло и возвращается в котёл, где снова нагревается. Так происходит циркуляция воды и прогревание воздуха за счёт конвекции.

Сегодня многие помещения оснащены кондиционерами, которые при необходимости могут не только нагревать помещение, но и охлаждать его.

Предыдущая страницаСледующая страница

Что такое конвективный теплообмен?

Конвективный теплообмен относится к движению тепловой энергии внутри жидкостей. Конвекция возникает из-за объемного движения молекул внутри жидкости, газа или газожидкостной смеси. Первоначально тепло передается между молекулами посредством теплопроводности, но основной теплообмен осуществляется посредством движения молекул внутри жидкости.

• Конвекция – это процесс обмена тепловой энергией в жидкостях посредством движения вещества в них.
• Происходит массовый перенос молекул внутри жидкости.
• Встречается как в газах, так и в жидкостях и приводит к циклическому эффекту.
• Существует как естественная, так и принудительная конвективная теплопередача.

Рассмотрим жидкость, нагретую над нагретой поверхностью. По мере повышения температуры нижних уровней жидкости они становятся менее плотными. Затем нагретый слой поднимается за счет плавучести и заменяется более холодной жидкостью. Затем новый нижний слой нагревается, поднимаясь и заменяя более холодный и плотный верхний слой. Это вызывает циклический эффект конвекции.

Коэффициент теплопередачи

Коэффициент теплопередачи — это скорость теплового потока между поверхностью и жидкостью. Скорость пропорциональна разнице температур между двумя материалами. Это зависит от физических свойств обоих и не является свойством жидкости. Значение коэффициента теплопередачи зависит от таких переменных, как геометрия поверхности, свойства жидкости, объемная скорость жидкости и характер движения жидкости.

Типы конвективного теплообмена

Существует два типа конвекции: естественная и принудительная.

• Естественная конвекция – Вызывается выталкивающими силами из-за разницы в плотности, связанной с разницей температур. Когда жидкость вступает в контакт с горячей поверхностью или атмосферой, молекулы разделяются и рассеиваются, уменьшая плотность жидкости.
• Принудительная конвекция — это когда жидкость подвергается принудительному течению из внешнего источника, такого как водонагреватель, насос или вентилятор.

Примеры конвективной теплопередачи

В природе существует несколько примеров конвективной теплопередачи. Вынужденная конвекция – это искусственный процесс.

Естественная конвекция Примеры:

• Горячий воздух, поднимающийся над огнем
• Таяние льда
• Морской или сухопутный бриз, вызванный разницей давлений
• Кровообращение у теплокровных животных

Кондиционер

Автомобильные радиаторы

Водонагреватели/бойлеры

Конвекционные печи

Заключение

Конвективный теплообмен — это физический процесс. Он управляет как естественными, так и искусственными системами и имеет важное значение для промышленных приложений.

Инженеры-теплотехники используют различные инструменты для управления конвективным тепловым потоком в приложении или системе. Терморегулирование обычно относится к технологии, предназначенной для увеличения теплопередачи. Теплоизоляция обычно относится к технологии, предназначенной для уменьшения теплопередачи. Теплотехника может помочь системам стать более энергоэффективными за счет поддержания правильных и безопасных рабочих температур.

19 примеров конвекционной теплопередачи —

Когда мы наливаем в чашку горячую воду, через некоторое время она теряет тепло. Это происходит за счет конвекции. В этом посте мы познакомимся с примерами конвекционного теплообмена.

Конвекция – один из основных видов теплопередачи, который заключается в движении горячих молекул воздуха и жидкости в массе. Конвекция возникает, когда есть как диффузия, так и адвекция. Это не может произойти в твердом веществе. Процесс конвекции может происходить как естественным образом, так и извне.

Теперь давайте познакомимся с примерами конвекционного теплообмена в повседневной жизни.

Примеры конвекционного теплообмена.

В повседневной жизни мы можем испытать много вещей, где происходит конвекция . Вот некоторые примеры конвекционного теплообмена:

• Холодильник
• Аппарат для приготовления попкорна
• Таяние льда
• Кровообращение человека
• AC: кондиционер
• Черные отверстия
• Конвекционные радиаторы
• Hot-Air Balloon
• Hot Coffe Конвекционная печь
• Двигатели с воздушным охлаждением
• Дымоход
• Зона конвекции звездами
• Радиатор0005 Кучевые облака
• Кучево-дождевые облака
• Влияние Марангони
• Мантия Земли

Теперь давайте узнаем об этих примерах.

Пояснение к примерам теплопередачи конвекцией

Важнейшим процессом теплопередачи является конвекция, которая происходит во всех аспектах природы.

Холодильник

Механизм теплопередачи в холодильниках — это разновидность принудительной конвекции. Холодильник состоит из множества отделений, таких как морозильная камера, раковина и помпа. Морозильная камера охлаждает воздух, находящийся в верхней части. Позже он заменяется более теплыми частицами воздуха в нижней части для поддержания температуры холодильника.

Аппарат для попкорна

В устройстве процессора для попкорна используется конвекционный механизм. Он состоит из вентилятора, нагревательного материала и вентиляционного отверстия. При включении устройства вентилятор обдувает горячим воздухом равномерно материал, на котором размещены ядра. Это приводит к расширению и лопанию зерен попкорна. Поэтому это пример конвекции теплопередачи для обработки пищевых продуктов. Изображение предоставлено: https://cdn.pixabay.com/photo/2015/06/29/14/39/popcorn-machine-825636_1280.jpg

Конвекция — это процесс, помогающий превратить твердый лед в жидкую форму. Когда слой горячего воздуха проходит над областью льда, температура внешнего слоя льда повышается, что приводит к таянию льда. Если теплый воздух будет дуть с большой скоростью, то лед будет таять меньше времени. это естественно пример конвекционного теплообмена.

Изображение предоставлено: https://cdn.pixabay.com/photo/2016/12/18/08/13/glass-1915220__480.jpg

Циркуляция крови у человека

Конвекционная теплопередача процесс, который помогает регулировать температуру тела у людей и даже у млекопитающих. Сердце – это орган, перекачивающий кровь, которая циркулирует по всему телу. Во время прокачки клетки вырабатывают тепло за счет переноса клеток на поверхность воды над кожей. Если температура слоя кожи высокая, то происходит потеря тепла телом и наоборот.

Изображение предоставлено: https://cdn.pixabay.com/photo/2013/01/18/06/58/body-75304_1280.jpg

AC: Кондиционер

Кондиционер постоянно используется в жаркую солнечную погоду. день. Даже кондиционеры работают на процессе конвекции. Холодный более плотный воздух, выпущенный кондиционером, опускается, замещаясь горячим воздухом, который поднимается вверх и имеет меньшую плотность. Это приводит к охлаждению места из-за конвекционного тока. Это реальный пример конвекционного теплообмена.

Изображение предоставлено: https://cdn.pixabay.com/photo/2019/05/15/10/16/air-conditioner-4204637__340.jpg

Черные дыры

Вращающееся вещество в форме диска , которая присутствует в черной дыре, называемой аккреционным диском, включает в себя движение пылинки и частицы газа со скоростью, примерно близкой к скорости света. Здесь конвекция происходит за счет расхода гравитационной энергии в диске. Это необычный пример конвекции. Изображение предоставлено: https://cdn.pixabay.com/photo/2013/03/11/02/13/black-hole-92358__340.jpg

Конвекционные радиаторы

Радиатор — это устройство, используемое для передачи тепловой энергии двум различным средам. Большое количество тепла передается транспортным средствам, электроприборам и даже в зданиях, использующих принцип конвекции . Пар из внутренних змеевиков поднимается вверх и уносится более холодным воздухом, поступающим из основания радиатора. Движение приводит к конвекционным потокам, которые равномерно распределяют теплый воздух. Изображение предоставлено: Воздушный поток в комнате из-за конвекции, вызванной радиатором SVGguru, CC-BY-SA-4.0

Воздушный шар

Подъем воздушных шаров происходит за счет конвекционного теплообмена . Воздушные шары увеличиваются только до определенного предела высоты в небе. Ограничение связано с конвекцией воздуха. Под подушкой безопасности находится генератор тепла, который увеличивает тепло, поднимающееся вверх; аналогично опусканию воздушного шара часть теплого воздуха заменяется холодным.

Изображение предоставлено: https://cdn.pixabay.com/photo/2017/01/31/23/18/air-2028111__480.png

Горячий кофе/чай или молоко

Стакан горячего напитка подарит комфорт в дождливый день. В этих горячих напитках происходит механизм конвекции. Слой пара, наблюдаемый на стакане горячего чая/молока, — это теплый воздух, замененный холодным. -latte-3750038__480.jpg

Дождь, гроза и буря

Кучево-дождевые облака, ответственные за дождь, грозу и бурю, образуются в результате конвекции в атмосфере. Когда происходит испарение, водяной пар в насыщающей форме приводит к развитию облаков, что является необходимым пример конвекционного теплообмена в природе.

Изображение предоставлено:
https://cdn.pixabay.com/photo/2014/07/23/02/41/lightning-399853__480. jpg

Конвекционная печь

В конвекционных печах используется процесс конвекционного теплообмена для приготовления пищи еду быстрее. Во многих отраслях пищевой промышленности конвекционные печи используются для выпечки и производства определенных продуктов. Он состоит из вентилятора, который способствует равномерному приготовлению пищи внутри духовки. Это, несомненно, уникальный пример конвекции теплообмен. Изображение предоставлено: https://cdn.pixabay.com/photo/2020/11/23/13/18/stove-5769724__480.png

Двигатели с воздушным охлаждением

Когда двигатели транспортных средств, таких как грузовики, автобусы , велосипеды, автомобили и т. д. сильно нагреваются, они управляются с помощью водяных рубашек. Постоянное использование двигателя нагревает воду, находящуюся в шерсти; маленькие вентиляторы, присутствующие в вентиляторе, охлаждают горячую воду. Он снова возвращается к двигателю, что приводит к процессу конвекция.

Изображение: Конвекция в двигателе с воздушным охлаждением

Дымоход

Эффект дымохода возникает из-за плавучести при движении воздуха в домах или зданиях. Это происходит из-за различий в конденсации или температуре. Здесь более плотный, спокойный ветер удаляется от менее плотной горячей смеси газов. Это выдающийся пример конвекционной теплопередачи.

Зона конвекции в звездах

Зона конвекции в звездах является типом естественной конвекция теплопередачи . Внутри звезды происходят многие нестабильные процессы, которые помогают в передаче энергии. Когда смесь газов нагревается до температуры выше окружающей атмосферы, они расширяются и через некоторое время остывают.

Изображение предоставлено: https://live.staticflickr.com/212/450837342_e9325ae389_b.jpg

Радиатор

Радиатор является отличным примером конвекционного теплообмена , который используется в основном в электронных устройствах. Теплообмен в этом стоке происходит в пассивной форме, что улучшает скорость конвекции. Он всегда оснащен некоторыми другими устройствами, такими как вентилятор для поддержания температуры. Кредит изображения:
https://cdn.pixabay.com/photo/2012/09/20/20/38/processor-57271__340.jpg

Кучевые облака

Образование кучевых облаков происходит за счет конвекции. Они также известны как пухлые белые хлопковые облака. Когда восходящий поток воздуха переносит водяной пар в атмосферу, они становятся яркими, если смотреть прямо на солнце. Кучевые облака являются уникальными примерами конвекционного теплообмена.

Изображение предоставлено: https://cdn.pixabay.com/photo/2015/10/05/14/50/farm-972717__340.jpg

Кучево-дождевые облака

Кучево-дождевые — это тип облаков, которые образуются с помощью конвекции. кучевых облаков вместе движутся вверх и становятся большими кучево-дождевыми облаками, ответственными за грозы и грозы в природе. Они кажутся серыми, так как обращены к солнцу.0027

Одним из критических эффектов конвекции в жидкостях является Эффект Марангони . Это происходит в основном из-за перепада градиентов поверхностного натяжения, когда жидкость с большим поверхностным натяжением притягивает жидкость, которая находится ближе, чем жидкость с низким поверхностным натяжением .

Мантия Земли

Конвекция — необходимый процесс, отвечающий за движение мантии на поверхности ядра Земли. В основном это связано с конвекционными течениями, передающими тепло от внутреннего ядра к земной поверхности. Это важное и фундаментальное пример конвекционного теплообмена .
Изображение предоставлено:
https://cdn.pixabay.com/photo/2020/10/17/01/48/earth-5660940__480.png

Это реальные примеры конвекционного теплообмена.

Вы также можете прочитать о: Адвекция против конвекции

Часто задаваемые вопросы | Часто задаваемые вопросы

Каковы преимущества конвекционной печи?

Преимущества конвекционного процесса в печах при приготовлении пищевых продуктов приведены ниже,

• Равномерное распределение горячего воздуха внутри конвекционной печи.
• Вращение вентилятора меньше внутри духовки.
•  Видна хрустящая корочка и прожарка.
• Помогает ускорить процесс выпечки.
• Время предварительного нагрева меньше по сравнению с обычными печами.
•  Может одновременно выпекать несколько блюд.
• Может эксплуатироваться длительное время.

Каков основной пример конвекционного теплообмена?

Основным примером конвекционного теплообмена является сухопутный и морской бриз.

Сухопутный и морской бриз помогают регулировать температуру атмосферы. Движение горячего и холодного воздуха происходит благодаря конвекции, которая регулирует температуру атмосферы.

Какие вещи не используют конвекцию?

Некоторые пищевые продукты выпекаются в конвекционных печах, но без использования принципа конвекции.