Convezione termica

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Naturale o forzata

Propagazione calore - Potenza termica - Geometria superficie - Ventole

 

 

La convezione è un fenomeno molto complesso.
La trasmissione del calore per convezione avviene grazie alla presenza di un fluido (gas o liquido), il cui movimento è la causa principale che permette la propagazione dell'energia termica.

 

 

Convezione
naturale o forzata

 

Normalmente si distingue tra convezione naturale e convezione forzata, a seconda che per il movimento del fluido si utilizzi o meno un'apparecchiatura che incrementi la sua velocità di spostamento.

 

 

Calore scambiato
per convezione

 

Per descrivere il fenomeno della convezione si utilizza la seguente formula:
 

qc= hc∙ A ∙ (ts - tf)

dove:
qc rappresenta la potenza termica scambiata,
A la superficie di scambio,
ts la temperatura della superficie
tf la temperatura del fluido misurata in un punto sufficientemente distante dalla superficie
hc rappresenta il coefficiente di scambio termico medio per convezione.

 

Il valore numerico di hdipende dalla geometria della superficie, dalla velocità e dalle caratteristiche del fluido e dalla differenza di temperatura.

 

 

Evaporatori e
condensatori

 

Nella convezione forzata si riescono ad avere coefficienti di scambio termico di valore molto alto: in questo modo si può avere una potenza termica scambiata molto elevata anche in presenza di superfici di scambio ridotte.

 

Questo fatto permette di ridurre le dimensioni degli evaporatori e dei condensatori dei circuiti frigoriferi e quindi di avere ingombri ridotti.

 

Nel caso di guasto alle ventole dei due scambiatori di calore le potenze termiche scambiate si riducono drasticamente.
Anche la brina o la sporcizia peggiorano lo scambio termico per convezione.

 

 

Coefficiente
di scambio termico

 

La stima del coefficiente hc risulta piuttosto complessa da eseguire in quanto esso può variare anche da punto a punto della superficie di scambio. Da qui la necessità di assumere un valore medio per l'applicazione dell'equazione precedente.

 

Volendo applicare puntualmente l'equazione dello scambio per convezione, è necessario scrivere:
 

dqc= hc ∙ dA ∙ (ts - tf)

 

 

 
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termica
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di stato

 

 

         
       
                                                                   
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