Tepelná konvekcia

Tepelná konvekcia je prenos tepla pohybom hmoty tekutiny, ktorou môže byť buď kvapalina, alebo typickejšie vzduch. Pohyb molekúl v konvekčnom médiu tekutín sa uskutočňuje vtedy, keď existuje teplotný gradient medzi pevným povrchom a tekutinou, ktorá ho obklopuje, alebo umelo vyvolaný konvekčný prúd. Konvekcia závisí od pohyblivosti tekutiny a aktívnej povrchovej plochy vystavenej prúdiacej tekutine. Pohyblivosť tekutiny je vyjadrená koeficientom prestupu tepla, ktorý je konštantou úmernosti medzi tepelným tokom a termodynamickou hnacou silou toku tepla. Keď pohyb tekutiny nie je generovaný vonkajším zdrojom, ale pomocou vztlakovej sily vyvolanej tepelnými gradientmi medzi tekutinou a pevnou látkou, prenos tepla sa považuje za prirodzenú konvekciu. Inými slovami, prirodzená konvekcia využíva vztlakovú silu vyvolanú teplotnými gradientmi medzi tekutinou a pevnou látkou. Chladič pracujúci v tomto režime sa označuje ako pasívny chladič, ktorý má súčiniteľ prestupu tepla medzi 5-20 W/m2 K. Ak je prúdenie vytvorené pomocou vonkajších síl, je prenos tepla vynútený konvekcia. Použitie vonkajšej sily generovanej ventilátormi, tepelnými trubicami, syntetickými tryskami alebo kvapalinovými chladiacimi prvkami na zvýšenie prenosu tepla sa nazýva aktívne chladenie. S nútenou konvekciou môže byť rýchlosť vzduchu pohybujúceho sa chladičom výrazne zvýšená nad rýchlosť prirodzenej konvekcie s koeficientmi prestupu tepla v rozsahu 25 až 250 W/m2 K pre vzduch a 100 až 20,{{7} } W/m2 K pre kvapaliny.