Конвекция (от лат. convectio - доставка) - перенос массы в результате перемещения сплошной среды
(газа, жидкости). Существуют различные виды К. в зависимости от причин, её порождающих;
наиболее распространённые - свободная, вынужденная и капиллярная К.
Свободная (естеств.) К.
возникает под действием архимедовых сил в поле силы тяжести, если имеют место
неоднородности плотности в отд. местах среды, к-рые возникают в результате наличия
в жидкости или газе разницы температур или концентраций примеси. Примером свободной
К. является движение воздуха в помещении при наличии отопительного прибора (радиатора
или печи). При увеличении температуры плотность газов уменьшается и нагретый воздух
всплывает наверх, а его место занимает более холодный воздух, опускающийся вниз
в др. части помещения. В результате в помещении развивается вихревое движение
воздуха. Свободная К. играет важную роль как в технике, так и в природе, она
определяет вертикальные перемещения воздушных масс в атмосфере и водяных масс
в морях и океанах. См. также Конвективный теплообмен.
Вынужденная К. вызывается
внеш. механич. воздействием на среду. Примерами вынужденной К. являются движение
воздуха в помещении под действием вентилятора, течение жидкости в трубе под
действием гидронасоса и др. При движении тела в покоящейся среде относительное
движение среды в системе координат, связанной с телом, также представляет собой
частный случай вынужденной К. Физ. процессы, происходящие при вынужденной К.,
связанной с движением тел с большими скоростями в атмосфере, моделируются в
аэродинамических трубах, где воспроизводится обтекание неподвижных моделей
потоком воздуха.
Капиллярная К. возникает в объёмах жидкости со свободной поверхностью при существовании вдоль такой поверхности перепадов поверхностного натяжения. Наиб. распространённой причиной появления таких перепадов является изменение температуры вдоль свободной поверхности (термокапиллярная К.), другая возможная причина - присутствие в жидкости поверхностно-активной примеси с изменяющейся концентрацией. Интенсивность капиллярной К. довольно мала. В обычных условиях она, как правило, не является существенной на фоне вынужденной или свободной К. Однако в космич. технике, в условиях свободного полёта за пределами атмосферы, когда интенсивность свободной К. становится весьма незначительной из-за невесомости, именно благодаря капиллярной К. в сосудах с жидкостью могут возникать слабые конвек-тивные движения, к-рые (как и свободноконвективные движения, порождаемые микрогравитацией) существенно затрудняют практич. реализацию условий невесомости.
Н. А. Анфимов
|
|
 |
