Что такое конвекция. Свободная конвекция

Слово "конвекция" в переводе с латинского языка обозначает перемещение. Что такое конвекция и как она происходит? Это своеобразный процесс передачи тепла, при котором частицы веществ перемешиваются между собой. Это действие можно наблюдать в жидкостях и газах.

Как происходит процесс конвекции

Перемещение частиц происходит из-за различия температур и плотности в отдельных местах среды при нагревании. При этом нижние слои вещества, нагреваясь, становятся легче и поднимаются вверх. Верхние частицы, остывая, становятся тяжелее и опускаются вниз. Этот процесс повторяется несколько раз. При создании определенных условий процесс превращается в структуру вихревых потоков, образуя решетку конвекционных ячеек.

Многие атмосферные процессы - это проявления естественной конвекции, например, передвижение тектонических пород, возникновение облаков, появление образований на солнце вследствие движения плазмы. При вынужденной конвекции процесс происходит под действием внешних сил.

Виды конвекций

Есть два вида конвекций - это свободная конвекция, или естественная, и вынужденная. Естественные конвекционные течения наблюдаются в результате изменения плотности в процессе теплообмена в гравитационном поле. Это циркуляция в нижних слоях земной атмосферы, течения в океанах и водоемах, возникновение устойчивых ветров (муссоны, пассаты), ураганов или циклонов. Движение теплого воздуха в нагретом помещении, тепло, исходящее от электрической лампочки. Газ фреон охлаждает воздух в холодильнике. Холодный воздух опускается вниз.

Охлаждая продукты, он постепенно нагревается и снова поднимается вверх. Перемещение слоев воздуха в холодильнике не что иное, как свободная конвекция. Поэтому для лучшей циркуляции воздуха не рекомендуется раскладывать продукты слишком плотно на полках холодильника. Для выполнения некоторых технических задач требуется, наоборот, подавить естественную конвекцию для уменьшения потерь тепла.

Вынужденная конвекция происходит при помощи приборов или посторонних сил. Это может быть перемешивание жидкости ложкой, работа насоса или вентилятора.

Применение эффекта

Что такое конвекция касаемо обогрева помещения? В основе любой системы задействован принцип передачи тепла от энергоносителя воздуху помещения. Это могут быть батареи централизованного отопления или индивидуальные отопительные приборы. Большую популярность приобрели конвекторные отопительные приборы. С помощью нагревательного элемента поступающий снизу воздух прогревается и начинает перемещаться. Далее происходит процесс смешивания остывшего и нагретого воздуха.

Конвекторные обогреватели могут быть водяными, газовыми и электрическими. Явление передачи тепла при перемещении воздуха принудительным путем часто используется в различных отраслях хозяйства. Благодаря новейшим технологиям функция конвекции широко применяется в бытовых приборах. Одними из самых распространенных кухонных приспособлений такого рода являются микроволновые печи и духовые шкафы. Эффект конвекции значительно расширяет возможности приготовления пищи. В этом случае принудительная конвекция способствует циркуляции горячих воздушных масс, образовывая вихревой поток. Это позволяет равномерно прогревать продукт со всех сторон.

Микроволновая печь

СВЧ-печи давно стали привычным атрибутом домашней бытовой техники. Микроволновая печь в основном используется для разогрева готовых продуктов, разморозки рыбы и мяса, приготовления простых блюд. Испечь пирог или зажарить курицу с румяной корочкой электромагнитные волны высокой частоты не смогут. А вот печь микроволновая с конвекцией с легкостью справится с этой задачей. С помощью встроенного вентилятора горячий воздух циркулирует по камере. Тепло равномерно действует на готовящееся блюдо со всех сторон.

Рекомендуется предварительно прогреть печь в течение 15 минут. Чтобы продукт хорошо запекся, лучше, чтобы он состоял из нескольких небольших порций. Посуду в микроволновке нужно размещать на решетке, чтобы воздух равномерно циркулировал. Посуда должна быть из специального термостойкого стекла. Чтобы вкусно готовить, нужно подобрать свой рецепт и определенную температуру именно для вашей микроволновки.

Печь с грилем

Чтобы ускорить приготовление пищи и вместе с этим не расходовать много энергии, можно использовать комбинированный режим - конвекция СВЧ и гриль. Эти две опции сделают мясо мягким и нежным внутри, а корочку хрустящей и аппетитной. Наличие конвекции поможет приготовить блюдо без масла и соли, что полезно для людей, ведущих здоровый образ жизни. Дополнительный нагревательный элемент имеет печь-гриль. Конвекция способствует образованию румяной корочки на мясе. Нагреватель, имеющийся в печи-гриль, может быть теновым или кварцевым. Теновый гриль, двигаясь и поворачиваясь, равномерно прогревает продукт. Кварцевый нагревательный элемент не виден и находится в верхней части печи. Преимущества кварцевого гриля в том, что он потребляет меньше энергии, но процесс обжарки с ним происходит медленнее.

Хотя мощность теновой спирали выше, чем кварцевого гриля. Что такое конвекция в сочетании с грилем? Комбинация гриля и конвектора имитирует обжаривание на вертеле или мангале.

Духовой шкаф и конвекция

Хороший духовой шкаф - мечта каждой хозяйки. Но иногда пироги в нем подгорают, а мясо плохо прожаривается. Противень с блюдом приходится переворачивать и то переставлять выше, то опускать вниз. Что такое конвекция в духовке и как она работает? Горячий воздух внутри шкафа перемещается с помощью встроенного вентилятора. Температура становится одинаковой во всех точках духовки. В таком духовом шкафу можно сразу готовить несколько блюд на разных уровнях, используя несколько протвиней. В закрытом пространстве духовки создается принудительная конвекция с помощью вентилятора на задней стенке. С помощью такого эффекта продукты равномерно нагреваются со всех сторон. Режим дает возможность готовить большие куски мяса, печь большие пироги и маленькие нежные пирожные. Можно сделать сухарики или домашние картофельные чипсы, а также сушить травы. Духовой шкаф с конвекцией, как газовый, так и электрический, позволит готовить с радостью и удовольствием.