Convezione termica

La convezione forzata molto pi¨ efficiente della convezione naturale

Propagazione calore - Potenza termica - Geometria superficie - Coefficiente di scambio termico


La convezione Ŕ un fenomeno di trasmissione del calore molto complesso, molto pi¨ della conduzione.

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Conduzione termica

La trasmissione del calore per convezione avviene grazie alla presenza di un fluido (gas o liquido), il cui movimento Ŕ 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 velocitÓ di spostamento.
La seguente figura illustra il fenomeno della convezione naturale: il calore viene trasportato verso l'alto dalla massa d'aria meno densa ed a maggiore temperatura.

Convezione

Calore scambiato per convezione

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

qc= hc∙ A ∙ (ts - tf)

dove:
qc rappresenta l' energia termica scambiata nell'unitÓ di tempo
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 velocitÓ e dalle caratteristiche del fluido e dalla differenza di temperatura.

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Calore sensibile

Coefficiente di scambio termico

Nella convezione forzata si riesce ad avere un coefficiente di scambio termico di valore molto alto: in questo modo si pu˛ 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.
La stima del coefficiente hc risulta piuttosto complessa da eseguire in quanto esso pu˛ variare anche da punto a punto della superficie di scambio. Da qui la necessitÓ di assumere un valore medio per l'applicazione dell'equazione precedente.

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

dqc= hc ∙ dA ∙ (ts - tf)

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Convezione termica

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Data creazione: 23/05/2002
Ultimo aggiornamento: 31/03/2020
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