Vad är ”konvektionscell”

Inom området för strömningsdynamik är en konvektionscell det fenomen som uppstår när det finns densitetsskillnader i en vätske- eller gaskropp. Dessa densitetsskillnader resulterar i stigande och/eller fallande strömmar, vilket är de viktigaste egenskaperna hos en konvektionscell. När en vätskevolym värms upp expanderar den och blir mindre tät och därmed mer flytande än den omgivande vätskan. Den kallare, tätare delen av vätskan sjunker ner och lägger sig under den varmare, mindre täta vätskan, vilket får den varmare vätskan att stiga. En sådan rörelse kallas konvektion, och den rörliga vätskekroppen kallas konvektionscell. Denna särskilda typ av konvektion, där ett horisontellt vätskeskikt värms upp underifrån, kallas Rayleigh-Bénardkonvektion. Konvektion kräver vanligtvis ett gravitationsfält, men i mikrogravitationsexperiment har termisk konvektion observerats utan gravitationseffekter.

Vätskor generaliseras som material som uppvisar flödesegenskaper; detta beteende är dock inte unikt för vätskor. Fluidegenskaper kan också observeras i gaser och till och med i partikulära fasta ämnen (t.ex. sand, grus och större föremål vid bergsskred).

En konvektionscell är mest anmärkningsvärd i bildandet av moln med dess frisättning och transport av energi. När luften rör sig längs marken absorberar den värme, förlorar densitet och rör sig upp i atmosfären. när den tvingas in i atmosfären, som har ett lägre lufttryck, kan den inte innehålla lika mycket vätska som på lägre höjd, så den släpper ut sin fuktiga luft och producerar regn. I denna process kyls den varma luften; den får ökad densitet och faller mot jorden och cellen upprepar cykeln.

Konvektionsceller kan bildas i vilken vätska som helst, bland annat i jordens atmosfär (där de kallas Hadley-celler), i kokande vatten, i soppa (där cellerna kan identifieras med hjälp av de partiklar som de transporterar, till exempel risgryn), i havet eller på solens yta. Konvektionscellernas storlek bestäms till stor del av vätskans egenskaper. Konvektionsceller kan till och med uppstå när uppvärmningen av en vätska är jämn.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.