对流是怎么产生的?

对流是怎么产生的?,第1张

液相或气相中各部分的相对运动。因浓差或温差引起密度变化而产生的对流称自然对流;由于外力推动(如搅拌)而产生的对流称强制对流。对于电解液来说,溶质将随液相的对流而移动,是电化学中物质传递过程的一种类型。

流体(气体或液体)通过自身各部分的宏观流动实现热量传递的过程。因流体的热导率很小,通过热传导传递的热量很少,对流是流体的主要传热方式。对流可分为自然对流和强迫对流。流体内的温度梯度会引起密度梯度,若低密度流体在下 ,高密度流体在上, 则将在重力作用下自然对流。冬天室内取暖就是借助于室内空气的自然对流来传热的,大气及海洋中也 存在自然对流 。 靠外来作用使流体循环流动,从而传热的是强迫对流。

空调工作原理

制暖:

车载空调

空调热风是用发动机冷却水热量的,不用电阻丝.

如果玻璃加热除冰或去雾气,才用电阻丝加热.

中央空调:

烧油并以管道输送暖气。

家用空调:

目前比较受欢迎的冷暖空调主要有两种。一种是热泵型空调器,它是利用空调在夏季制冷的原理,即空调在夏季时,是室内制冷,室外散热,而在秋冬季制热时,方向同夏季相反,室内制热,室外制冷来达到制暖的目的。它的优点是功效较高,缺点是适用温度范围较小,一般当温度在零下5度以下就会停止工作。还有一种是电辅热泵型空调器,即在热泵型空调器的基础上,增加电热元件,用少量的电加热来补充热泵制热时能量不足的缺点,既可有效地降低用单纯电加热的功率消耗,又能够达到比用单纯热泵的使用的温度范围。

近年来,随着空调行业技术的发展,冷暖空调的制热能力也取得了较大突破。像格兰仕冷暖空调就因特设了智能冰点制热系统和辅助电加热器,在阴冷的冬天,当室外处于超低温环境时,空调与暖气、取暖器一样可以营造出温和舒适的室内环境。为了提高空调热泵制热效果,高起点入市的格兰仕对首批空调就采用了可控硅风扇准确调速,使冷暖型空调在零度以下的低温环境下不用辅助电加热,也可以稳定高效制热,同时有效克服了一般空调在低温环境下热交换效果下降、室内机结冰、压缩机超载等弊端;格兰仕冷暖空调室外机还内置除霜电路板,使空调在制热前能自动除去室外机上的结霜,消除了空调在冬天因结霜不能制热的隐患。此外,针对许多地区冬天气温较低的情况,格兰仕智能空调有专门开机防冷风吹出的延迟送风设计,使空调在制热开机时延迟送风时间,确保送出来的第一阵风就是暖风。

电辅助加热

外机通过电热丝加热,可达到低温启动,最低启动温度-10℃。

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制冷

车载空调

汽车空调制冷剂目前主要有两种:一种是R12,另一种是R134a(HFC-134a)。R12历史较长且使册兄用普遍,但气内含有的氯分子会破坏大气层中的臭氧层,而导致温室效应。R134a不含氯分子,热力性质与R12相似,热交换效率比R12优越。使用R134a,汽车空调的基本部件变化不大,只是价格高一点,比较其它替核信代媒介,用R134a代替R12是目前比较理想的选择。

家用空调

空调器通电后,制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器。同时轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器,带走制冷剂放出的热量,使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过过滤器、节流机构后喷入蒸发器,并在相应的低压州氏袭下蒸发,吸取周围的热量。同时贯流风扇使空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换,并将放热后变冷的空气送向室内。如此室内空气不断循环流动,达到降低温度的目的。

中央空调

全封闭式压缩机的曲轴与特制耐氟电机转子同轴,装于一公共密封机体内,当电机转动时,通过曲拐连杆的转换使用汽缸内活塞作往复运动。当活塞运行到最高点后开始下行,活塞腔压力低于吸入腔(低压)压力时、吸入阀片打开,压缩后的高压高温气体通过排气管道进入冷凝器,与散热管外表面接触而冷凝为常温体,冷凝热量由散热管内通过的冷却水带走,送到冷却塔在扩散到大气中。由冷凝关地步流出的是高压常温制冷剂液体,经过虑后进入热力膨胀阀,吸收大量热量,蒸发器内部通过的载冷剂水的温度于是得意降低,蒸发吸热后的制冷剂蒸汽重新机那如压缩机再压缩。如此连续循环,便可以向外界不停地输送冷却水。

对流是流动的流体,由于材料内部存在温度或密度差异,因此顷乱芦正在移动。

因为固体中的粒子是固定的,所以对流只在气体和液体中可见。温差导致能量从能量较高的区域转移到能量较低的区域。

对流是一种传热过程。当产生电流时,物质会从一个位置移动到另一个位置。所以这也是一个传质过程。

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自然发生的对流称为自然对流或自由对流。如果使用风扇或泵使流体循环,则称为强制对流。由对流形成的电池称为对流电池或 贝纳德电池。

为什么他们形成

温差导致粒子移动,从而产生电流。在气体和等离子体中,温差也会导致密度较高和较低的区域,原子和分子在这些区域移动以填充低压区域。

简而言之,热流体上升,而冷流体下沉。除非存在能源(例如,阳光、热量),否则对流只会持续到达到均匀温度。

科学家分析作用在流体上的力来分类雀带和理解对流。陪郑这些力量可能包括:

重力

表面张力

浓度差异

电磁场

振动

分子间的键形成

可以使用对流扩散方程对对流进行建模和描述,这些方程是标量传输方程。

对流和能量尺度的例子

您可以观察锅中沸腾的水的对流。只需添加一些豌豆或纸片即可追踪电流。锅底的热源加热水,给它更多的能量,使分子运动得更快。温度变化也会影响水的密度。随着水向地表上升,其中一些有足够的能量以蒸汽的形式逸出。蒸发使表面冷却到足以使一些分子再次沉回锅底。

对流的一个简单例子是暖空气上升到房子的天花板或阁楼。暖空气比冷空气密度小,所以它会上升。

风是对流的一个例子。阳光或反射光会辐射热量,形成温差,导致空气流动。阴凉或潮湿的区域更凉爽,或者能够吸收热量,从而增加效果。对流是驱动地球大气全球循环的一部分。

燃烧产生对流。唯一的例外是零重力环境中的燃烧缺乏浮力,因此热气体不会自然上升,而是让新鲜氧气为火焰提供燃料。零重力下的最小对流会导致许多火焰在它们自己的燃烧产物中窒息。

大气环流和海洋环流分别是空气和水(水圈)的大规模运动。这两个过程相互配合。空气和海洋中的对流导致天气。

地幔中的岩浆在对流中移动。炽热的核心加热其上方的物质,使其向地壳上升,并在那里冷却。热量来自岩石上的巨大压力,以及元素自然放射性衰变释放的能量。岩浆不能继续上升,所以它水平移动并下沉。

烟囱效应或烟囱效应描述了通过烟囱或烟道移动气体的对流。由于温度和湿度的差异,建筑物内部和外部的空气浮力总是不同的。增加建筑物或堆栈的高度会增加效果的幅度。这是冷却塔所依据的原理。

对流在阳光下很明显。在太阳光球中看到的颗粒是对流细胞的顶部。在太阳和其他恒星的情况下,流体是等离子体,而不是液体或气体。


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