La diferencia clave entre la convección natural y la forzada es que, en la convección natural, el movimiento del fluido está influenciado por medios naturales, mientras que en la convección forzada, el movimiento de los fluidos está influenciado por medios externos. La diferencia entre la convección natural y la forzada relacionada con la transferencia de calor es que no hay factores externos que afecten la transferencia de calor en la convección natural, mientras que los factores externos pueden causar la transferencia de calor en la convección forzada.
La convección es un método de transferencia de calor a través del movimiento masivo de las moléculas en un fluido (como un gas o un líquido). Es de dos tipos como convección natural y forzada según la forma de iniciación del movimiento del fluido.
¿Qué es la convección natural?
La convección natural es un método de transferencia de calor en el que los medios naturales influyen en el movimiento del fluido. No hay influencia de hechos externos. Este movimiento de moléculas en el fluido se debe a las diferencias entre densidades de diferentes regiones del mismo fluido. La densidad de un fluido disminuye cuando se calienta y viceversa. Esto se debe a la expansión térmica del fluido (la velocidad de las moléculas aumenta con el aumento de la temperatura, lo que resulta en un aumento del volumen del fluido. Aunque el volumen aumenta, la masa permanece constante. Por lo tanto, la densidad disminuye).
Cuando calentamos un fluido en un recipiente desde el fondo, la densidad de la capa inferior del fluido disminuye. Luego, la región de menor densidad tiende a moverse hacia la parte superior del contenedor. Luego, el fluido más frío en la parte superior del contenedor reemplaza la región inferior. Esto continúa, como resultado, se produce convección.
Figura 01: Mecanismo de convección natural
Los ejemplos de convección natural incluyen el enfriamiento de un huevo cocido cuando se mantiene en el aire normal, la pérdida de enfriamiento de una lata de bebida fría, etc. Al considerar el mecanismo de convección natural, primero, la temperatura del exterior de un cae un objeto caliente (mantenido en aire frío). Al mismo tiempo, la temperatura del aire adyacente al objeto aumentará debido a la transferencia de calor. Luego, la densidad de esta capa adyacente de aire disminuye. Como resultado, el aire sube hacia arriba. El aire frío reemplazará esta región. Entonces la convección continúa. Al final, el objeto se enfriará.
¿Qué es la convección forzada?
La convección forzada es un método de transferencia de calor en el que medios externos influyen en el movimiento del fluido. Allí, las fuentes externas como bombas, ventiladores, dispositivos de succión, etc. son útiles para generar el movimiento del fluido. Este método es muy valioso porque puede transferir eficientemente el calor de un objeto calentado. Algunos ejemplos comunes de este mecanismo incluyen aire acondicionado, turbinas de vapor, etc.
Al considerar el mecanismo de convección forzada, tiene un mecanismo más complicado que la forma natural. Eso es porque, en este método, tenemos que regular dos factores; movimiento de fluidos y conducción de calor. Estos dos factores tienen una fuerte conexión ya que el movimiento del fluido puede mejorar la transferencia de calor. Ej: a mayor velocidad de movimiento del fluido, mayor transferencia de calor.
¿Cuál es la diferencia entre convección natural y forzada?
La convección natural es un método de transferencia de calor en el que el movimiento del fluido está influenciado por medios naturales. La convección forzada es un método de transferencia de calor en el que el movimiento del fluido está influenciado por medios externos. Al considerar los factores que afectan la transferencia de calor, no hay factores externos que afecten la transferencia de calor en la convección natural, mientras que los factores externos pueden causar la transferencia de calor en la convección forzada.
El movimiento del fluido en la convección natural se genera como resultado del cambio de densidad del fluido cuando se calienta. Sin embargo, el movimiento del fluido en convección forzada se genera como resultado de una fuente externa, como dispositivos de bombeo, ventiladores y succión. El enfriamiento de un huevo cocido cuando se mantiene en el aire normal, la pérdida de enfriamiento de una lata de bebida fría, etc. pueden incluirse como ejemplos de convección natural, y el aire acondicionado, las turbinas de vapor, etc. son ejemplos de convección forzada.
Resumen: convección natural frente a convección forzada
La convección se presenta en dos formas: convección natural y convección forzada. La diferencia entre convección natural y forzada es que, en la convección natural, los medios naturales influyen en el movimiento del fluido, mientras que en la convección forzada, los medios externos influyen en el movimiento del fluido.
