Sự khác biệt cơ bản giữa đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức là trong đối lưu tự nhiên, chuyển động của chất lỏng chịu ảnh hưởng của các phương tiện tự nhiên trong khi đối lưu cưỡng bức, chuyển động của chất lỏng chịu ảnh hưởng của các phương tiện bên ngoài. Sự khác biệt giữa đối lưu tự nhiên và cưỡng bức liên quan đến truyền nhiệt là không có yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến sự truyền nhiệt trong đối lưu tự nhiên trong khi các yếu tố bên ngoài có thể gây ra truyền nhiệt trong đối lưu cưỡng bức.
Đối lưu là một phương pháp truyền nhiệt thông qua chuyển động đồng loạt của các phân tử trong chất lỏng (chẳng hạn như chất khí hoặc chất lỏng). Nó có hai dạng là đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức theo cách bắt đầu chuyển động của chất lỏng.
Đối lưu Tự nhiên là gì?
Đối lưu tự nhiên là một phương pháp truyền nhiệt trong đó các phương tiện tự nhiên ảnh hưởng đến chuyển động của chất lỏng. Không có ảnh hưởng từ thực tế bên ngoài. Sự chuyển động này của các phân tử trong chất lỏng là do sự khác biệt giữa mật độ của các vùng khác nhau của cùng một chất lỏng. Khối lượng riêng của chất lỏng giảm khi nó nóng lên và ngược lại. Đó là do sự nở vì nhiệt của chất lưu (tốc độ của các phân tử tăng khi nhiệt độ tăng, dẫn đến thể tích của chất lưu tăng lên. Mặc dù thể tích tăng nhưng khối lượng không đổi. Do đó khối lượng riêng giảm).
Khi chúng ta đun nóng một chất lỏng trong bình chứa từ đáy của nó, mật độ của lớp đáy của chất lỏng giảm. Khi đó vùng mật độ thấp hơn có xu hướng di chuyển lên phía trên của vật chứa. Sau đó, chất lỏng lạnh hơn ở trên cùng của vật chứa sẽ thay thế vùng dưới cùng. Điều này tiếp tục, kết quả là, sự đối lưu xảy ra.
Hình 01: Cơ chế Đối lưu Tự nhiên
Ví dụ về đối lưu tự nhiên bao gồm làm nguội quả trứng luộc khi để trong không khí bình thường, mất mát của một lon đồ uống mát, v.v. Khi xem xét cơ chế của đối lưu tự nhiên, trước tiên, nhiệt độ bên ngoài của một vật nóng (giữ trong không khí lạnh) hạ xuống. Đồng thời, nhiệt độ của không khí tiếp giáp với vật thể sẽ tăng lên do sự truyền nhiệt. Khi đó mật độ của lớp không khí liền kề này giảm đi. Kết quả là không khí bay lên trên. Không khí lạnh sẽ thay thế vùng này. Sau đó, sự đối lưu tiếp tục. Cuối cùng, vật thể sẽ nguội đi.
Đối lưu Cưỡng bức là gì?
Đối lưu cưỡng bức là một phương pháp truyền nhiệt trong đó các phương tiện bên ngoài ảnh hưởng đến chuyển động của chất lỏng. Ở đó, các nguồn bên ngoài như bơm, quạt, thiết bị hút, vv rất hữu ích trong việc tạo ra chuyển động của chất lỏng. Phương pháp này rất có giá trị vì nó có thể truyền nhiệt từ một vật bị nung nóng một cách hiệu quả. Một số ví dụ phổ biến của cơ chế này bao gồm điều hòa không khí, tuabin hơi nước, v.v.
Khi xem xét cơ chế của đối lưu cưỡng bức, nó có một cơ chế phức tạp hơn so với cơ chế tự nhiên. Đó là bởi vì, trong phương pháp này, chúng ta phải điều tiết hai yếu tố; chuyển động của chất lỏng và sự dẫn nhiệt. Hai yếu tố này có mối liên hệ chặt chẽ vì chuyển động của chất lỏng có thể tăng cường truyền nhiệt. Ví dụ: tốc độ chuyển động của chất lỏng càng cao, thì sự truyền nhiệt càng cao.
Sự khác biệt giữa đối lưu tự nhiên và cưỡng bức là gì?
Đối lưu tự nhiên là một phương pháp truyền nhiệt, trong đó chuyển động của chất lỏng chịu ảnh hưởng của các phương tiện tự nhiên. Đối lưu cưỡng bức là một phương pháp truyền nhiệt, trong đó chuyển động của chất lưu chịu ảnh hưởng của các phương tiện bên ngoài. Khi xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến sự truyền nhiệt, không có yếu tố bên ngoài nào ảnh hưởng đến sự truyền nhiệt trong đối lưu tự nhiên trong khi các yếu tố bên ngoài có thể gây ra truyền nhiệt trong đối lưu cưỡng bức.
Chuyển động của chất lỏng trong đối lưu tự nhiên tạo ra do sự thay đổi khối lượng riêng của chất lỏng khi bị đốt nóng. Tuy nhiên, chuyển động của chất lỏng trong đối lưu cưỡng bức tạo ra do một nguồn bên ngoài như thiết bị bơm, quạt, hút. Làm nguội một quả trứng luộc khi để trong không khí bình thường, mất mát một lon đồ uống mát, v.v. có thể được kể như ví dụ về đối lưu tự nhiên và điều hòa không khí, tuabin hơi nước, v.v. là những ví dụ về đối lưu cưỡng bức.
Tóm tắt - Đối lưu Tự nhiên vs Cưỡng bức
Đối lưu có hai dạng là đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức. Sự khác biệt giữa đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức là, trong đối lưu tự nhiên, các phương tiện tự nhiên ảnh hưởng đến chuyển động của chất lưu trong khi đối lưu cưỡng bức, các phương tiện bên ngoài ảnh hưởng đến chuyển động của chất lỏng.
