Convecció tèrmica

La convecció tèrmica és la transferència de calor pel moviment de massa d'un fluid, que pot ser un líquid o, més típicament, aire. El moviment de les molècules dins del medi convectiu dels fluids té lloc quan hi ha un gradient de temperatura entre una superfície sòlida i el fluid que l'envolta o un corrent de convecció induït artificialment. La convecció depèn de la mobilitat del fluid i de la superfície activa exposada al fluid que flueix. La mobilitat del fluid s'expressa pel coeficient de transferència de calor, que és la constant de proporcionalitat entre el flux de calor i la força termodinàmica del flux de calor. Quan el moviment del fluid no es genera per una font externa sinó per la força de flotabilitat induïda pels gradients tèrmics entre el fluid i el sòlid, es considera que la transferència de calor és convecció natural. En altres paraules, la convecció natural utilitza la força de flotabilitat induïda pels gradients tèrmics entre el fluid i el sòlid. Un dissipador de calor que funciona en aquest mode s'anomena dissipador de calor passiu, que té un coeficient de transferència de calor d'entre 5-20 W/m2 K. Si es crea un flux mitjançant forces externes, la transferència de calor es força. convecció. L'ús d'una força externa generada per ventiladors, tubs de calor, dolls sintètics o elements de refrigeració líquida per augmentar la transferència de calor s'anomena refrigeració activa. Amb la convecció forçada, la velocitat de l'aire que es mou a través d'un dissipador de calor es pot augmentar dràsticament per sobre de la de la convecció natural, amb coeficients de transferència de calor en el rang de 25 a 250 W/m2 K per a l'aire i de 100 a 20,{{7} } W/m2 K per a líquids.