La principale différence entre la convection naturelle et forcée est que, dans la convection naturelle, le mouvement du fluide est influencé par des moyens naturels, tandis que dans la convection forcée, le mouvement des fluides est influencé par des moyens externes. La différence entre la convection naturelle et forcée liée au transfert de chaleur est qu'il n'y a pas de facteurs externes affectant le transfert de chaleur dans la convection naturelle alors que des facteurs externes peuvent provoquer un transfert de chaleur dans la convection forcée.
La convection est une méthode de transfert de chaleur via le mouvement de masse des molécules dans un fluide (tel qu'un gaz ou un liquide). Il existe en deux types de convection naturelle et forcée selon le mode d'initiation du mouvement du fluide.
Qu'est-ce que la convection naturelle ?
La convection naturelle est une méthode de transfert de chaleur dans laquelle des moyens naturels influencent le mouvement du fluide. Il n'y a pas d'influence de faits extérieurs. Ce mouvement de molécules dans le fluide est dû aux différences entre les densités de différentes régions d'un même fluide. La masse volumique d'un fluide diminue lorsqu'il chauffe et inversement. Cela est dû à la dilatation thermique du fluide (la vitesse des molécules augmente avec l'augmentation de la température, ce qui entraîne l'augmentation du volume du fluide. Bien que le volume augmente, la masse reste constante. Par conséquent, la densité diminue).
Lorsque nous chauffons un fluide dans un récipient à partir de son fond, la densité de la couche inférieure du fluide diminue. Ensuite, la région de plus faible densité a tendance à se déplacer vers le haut du conteneur. Ensuite, le fluide plus froid au sommet du récipient remplace la région inférieure. Cela continue, par conséquent, la convection se produit.
Figure 01: Mécanisme de la convection naturelle
Des exemples de convection naturelle incluent le refroidissement d'un œuf à la coque lorsqu'il est conservé dans l'air normal, la perte de fraîcheur d'une canette de boisson fraîche, etc. objet chaud (maintenu dans l'air froid) tombe. Dans le même temps, la température de l'air adjacent à l'objet augmentera en raison du transfert de chaleur. Ensuite, la densité de cette couche d'air adjacente diminue. En conséquence, l'air monte vers le haut. L'air froid remplacera cette région. Puis la convection continue. À la fin, l'objet se refroidira.
Qu'est-ce que la convection forcée ?
La convection forcée est une méthode de transfert de chaleur dans laquelle des moyens externes influencent le mouvement du fluide. Là, des sources externes telles que le pompage, les ventilateurs, les dispositifs d'aspiration, etc. sont utiles pour générer le mouvement du fluide. Cette méthode est très utile car elle peut transférer efficacement la chaleur d'un objet chauffé. Certains exemples courants de ce mécanisme incluent la climatisation, les turbines à vapeur, etc.
Lorsque l'on considère le mécanisme de la convection forcée, il s'agit d'un mécanisme plus compliqué que la voie naturelle. C'est parce que, dans cette méthode, nous devons réguler deux facteurs; mouvement des fluides et conduction de la chaleur. Ces deux facteurs ont un lien étroit puisque le mouvement du fluide peut améliorer le transfert de chaleur. Ex: plus la vitesse de déplacement du fluide est élevée, plus les transferts de chaleur sont élevés.
Quelle est la différence entre la convection naturelle et forcée ?
La convection naturelle est une méthode de transfert de chaleur dans laquelle le mouvement du fluide est influencé par des moyens naturels. La convection forcée est une méthode de transfert de chaleur dans laquelle le mouvement du fluide est influencé par des moyens externes. Lors de l'examen des facteurs affectant le transfert de chaleur, il n'y a pas de facteurs externes affectant le transfert de chaleur en convection naturelle, tandis que des facteurs externes peuvent provoquer un transfert de chaleur en convection forcée.
Le mouvement du fluide en convection naturelle est généré à la suite du changement de densité du fluide lorsqu'il est chauffé. Cependant, le mouvement du fluide en convection forcée est généré à la suite d'une source externe telle que des dispositifs de pompage, de ventilateur, d'aspiration. Le refroidissement d'un œuf à la coque lorsqu'il est conservé dans l'air normal, la perte de fraîcheur d'une canette de boisson fraîche, etc. peuvent être inclus comme exemples de convection naturelle, et la climatisation, les turbines à vapeur, etc. sont des exemples de convection forcée.
Résumé - Convection naturelle vs forcée
La convection se présente sous deux formes: la convection naturelle et la convection forcée. La différence entre la convection naturelle et forcée est que, dans la convection naturelle, les moyens naturels influencent le mouvement du fluide alors que, dans la convection forcée, les moyens externes influencent le mouvement du fluide.
