Truyền nhiệt đối lưu là gì? Ứng dụng trong sản xuất tủ sấy đối lưu

Truyền nhiệt đối lưu là hiện tượng thường thấy trong tự nhiên và trong các thiết bị tỏa nhiệt. Tuy nhiên không phải ai cũng biết về định nghĩa truyền nhiệt đối lưu là gì? Ứng dụng phổ biến trong sản xuất thiết bị như thế nào? Cùng VIETCHEM đi tìm câu trả lời thông qua nội dung bài viết dưới đây nhé!

1. Truyền nhiệt đối lưu là gì?

Đối lưu có tên tiếng anh là Convection – chỉ sự di chuyển của nhóm phân tử có trong chất lưu như chất lỏng, chất khí, chất lưu biến. Sau khi được đun nóng, lớp chất lỏng ở bên dưới sẽ nóng lên, nở ra, lúc này bộ phận khá nóng sẽ lên cao, bộ phận khá lạnh sẽ xuống thấp, lưu động tuần hoàn và pha trộn vào nhau. Cuối cùng, nhiệt độ sẽ thuận và đồng đều cứ như thế cho khi cả khối chất lỏng nóng lên.

Cơ chế của dòng đối lưu dựa vào trọng lực và lực đẩy Acsimet. Vận tốc lưu động của chất lỏng hoặc chất khí càng lớn thì gia tăng đối lưu càng nhanh

Đối lưu là hiện tượng được sử dụng phổ biến trong cuộc sống

2. Các loại truyền nhiệt đối lưu phổ biến

Sau khi giải đáp được truyền nhiệt đối lưu là gì, chúng ta cần hiểu rõ hơn về các loại đối lưu để vận dụng vào sản xuất hiệu quả hơn. Thông thường sẽ có hai loại: Đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức.

2.1. Đối lưu tự nhiên

Hình thức truyền nhiệt đối lưu tự nhiên được sinh ra bởi sự chênh lệch nồng độ hoặc nhiệt độ dẫn đến biến hóa mật độ. Građien nhiệt độ của bên trong chất lưu sẽ đưa đến građien với mật độ biến hóa cao. Nếu chất lưu ở mật độ thấp ở phần dưới, chất lưu mật độ cao ở phần trên thì dưới tác dụng của lực sẽ hình thành ra sự truyền nhiệt đối lưu tự nhiên.

2.2. Đối lưu cưỡng bức

Truyền nhiệt đối lưu cưỡng bức được hình thành thông qua sự thúc đẩy của ngoại lực. Lúc này vận tốc lưu động của chất lỏng hoặc chất khí sẽ càng thêm lớn, có thể truyền nhiệt đối lưu càng thêm mau. Thông qua sự tác dụng từ bên ngoài sẽ khiến cho chất lưu động tuần hoàn, từ đó có thể truyền nhiệt và chính là hiện tượng đối lưu cưỡng bức.

So sánh đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức

3. Các hiện tượng truyền nhiệt đối lưu trong cuộc sống

3.1. Đối lưu không khí

Đối lưu không khí là sự chuyển động của một tổ chức không khí bên trong bầu khí quyển từ vị trí thấp đến vị trí cao hơn theo phương thẳng đứng thông qua tác dụng của nhiệt lực hoặc động lực.

Lúc này, nhiệt lượng và hơi nước giữa những tầng thấp và tầng cao của khí quyển sẽ được trao đổi. Mặt khác, sự ngưng tụ hơi nước do đối lưu sinh ra còn có khả năng sinh ra mưa.

Hình ảnh truyền nhiệt đối lưu là gì trong tự nhiên

3.2. Đối lưu nhiệt độ

Khi ánh nắng mặt trời tiếp xúc với phần không khí trong suốt ở trên cao sẽ bị hấp thụ rất ít nhiệt lượng. Đa phần năng lượng mặt trời sẽ rơi xuống mặt đất và bị hấp thụ mạnh. Lúc này, mặt đất sẽ nóng lên và truyền nhiệt trực tiếp cho lớp không khí ở gần mặt đất. sau đó, lớp không khí dưới đấy sẽ nở ra và nhẹ hơn so với phần không khí lạnh ở phía trên.

Dưới sự tác động của lực đẩy Acsimet, lớp khí nóng sẽ bay lên cao và giãn nở đoạn nhiệt và tăng thể tích, giảm nhiệt độ. Càng lên cao thì nhiệt độ không khí sẽ càng xuống thấp.

3.3. Đối lưu chất lỏng

Chất lỏng khi được đun nóng lớp ở dưới sẽ nóng lên và nở ra khiến cho trọng lượng riêng của nó nhỏ hơn trong lượng riêng của lớp nước phía trên và giúp nó nổi lên. Phần nước lạnh ở trên sẽ chìm xuống để thế chỗ cho lớp nước nóng ban đầu và sẽ tiếp tục được làm nóng.

Cơ chế của đối lưu chất lỏng là trọng lực và lực đấy Acsimet nên khi đun nước trên một còn tàu vũ trụ ở trạng thái môi trường không trọng lực thì hiện tưởng sẽ không xảy ra và nước không thể sôi nhanh như đun trong môi trường có trọng lực.

Hình ảnh đối lưu trong chất lỏng

4. Ứng dụng trong sản xuất tủ sấy đối lưu

Ứng dụng của truyền nhiệt đối lưu là gì? Trong cuộc sống, đối lưu là hiện tượng được sử dụng phổ biến trong nhiều thiết bị như lò nướng, máy sưởi, tủ sấy phòng thí nghiệm,…Trong số đó, tủ sấy phòng thí nghiệm là một trong những ứng dụng tiêu biểu của sự truyền nhiệt đối lưu, cụ thể như sau:

4.1. Tủ sấy đối lưu tự nhiên

Những loại tủ sấy này hoạt động trên cơ chế truyền nhiệt đối lưu tự nhiên, phù hợp cho mục đích sấy khô và tiệt trùng các loại dụng cụ trong phòng thí nghiệm. Với những ưu điểm như tiêu thụ điện năng thấp, chi phí thấp và độ chính xác cao.

Tuy nhiên, loại tủ sấy này có nhược điểm là thời gian gia nhiệt hơi lâu, dòng niệt phân tán không đều và không đồng nhất nên kết quả sấy giữa các vị trí sẽ khác nhau.

4.2. Tủ sấy đối lưu cưỡng bức

Loại sản phẩm này được sử dụng công nghệ truyền nhiệt đối lưu cưỡng bức với tốc độ gia nhiệt của máy nhanh, đồng nhất với nhiệt độ cao, kết quả hoàn toàn chính xác với mong muốn của người dùng điều chỉnh. Loại tủ này được thực hiện ở chế độ đối lưu khí cưỡng bức bằng quạt.

Một số loại tủ sấy cưỡng bức có thể lập trình được chế độ sấy tự động với từng loại dụng cụ khác nhau. Ưu điểm của sản phẩm là tốc độ gia nhiệt nhanh, nhiệt độ sấy đồng đều và có thể điều chỉnh tốc độ sấy theo ý muốn. Tuy nhiên, nó cũng đem đến nhược điểm với giá thành cao và khả năng tiêu thụ điện năng lớn.

Tủ sấy phòng thí nghiệm với công nghệ truyền nhiệt đối lưu

Nếu quý vị đang quan tâm đến các loại tủ sấy đối lưu trong phòng thí nghiệm thì có thể truy cập ngay website vietchem.com.vn để xem thông tin chi tiết về sản phẩm.

Hy vọng với những thông tin giải đáp về truyền nhiệt đối lưu là gì? Ứng dụng phổ biến trong sản xuất tủ sấy phòng thí nghiệm trên đây sẽ giúp quý vị hiểu rõ hơn về hiện tượng này.