Innehållsförteckning

    0.5.1 Värmeöverföring genom konvektion

    Konvektion är det värmeutbyte som uppstår när gas eller vätska strömmar förbi en yta. Värmeutbytet sker mellan olika media. Om varm luft strömmar mot dig känns det varmt. Luften avger värme och hela tiden kommer ny varm luft som ersätter den luft som redan avgivit värme.

    I bastun kommer den varma luften, 90°C, att avge värme till din hud. Värmeöverföringen genom konvektion i bastun är låg, och därför kan man vistas i bastun relativt lång tid utan att bli ”överhettad”. Kroppstemperaturen ökar dock sakta hela tiden. Värmeöverföringen genom konvektion kan förbättras kraftigt genom ökad lufthastighet. Det kan du känna om du blåser på armen – då bränns det genast.

    Värmeöverföringen anges med ett värmeövergångstal, α, som uttalas alfa. I tabellen nedan ges några exempel på rimliga storleksordningar. (Verkliga värden varierar kraftigt med aktuella strömningsförhållanden).

    Vid konvektion brukar man tala om egenkonvektion och påtvingad konvektion. Egenkonvektion betyder att luften/vätskan strömmar av sig själv. Drivkraften är att varm luft stiger uppåt (som när varm luft stiger uppåt från ett stearinljus). Motsatsen är påtvingad konvektion när man har en fläkt eller pump för att öka strömningshastigheten.

    Som synes är det mycket stor skillnad i värmeövergångstalen vid olika förhållanden.

    Om du befinner dig i en bastu, där temperaturen är 90°C, och skulle råka sätta ner fingret i vatten, som är 90°C, erhålls en dramatiskt ökad värmeöverföring genom konvektion, från 5 till 500 (se tabellen ovan). Resultatet blir att huden på fingret snabbt värms till närmare 90°, och du får en brännskada.

    Vid en varm ugnsvägg finns också en tydlig egenkonvektion. Du ser den om du till exempel håller en glödande cigarett några centimeter från väggen. Röken stiger snabbt uppåt. Den varma väggen värmer luften strax utanför väggen. Varm luft är lättare än kall luft och stiger därför uppåt.

    Ämnen som matas in i värmningsugnar går först in i en ugnsdel utan brännare, den så kallade mörkzonen. Där avger de varma ugnsavgaserna, genom konvektion, värme till de inkommande kalla ämnena. Avgaserna lämnar sedan ugnen genom skorstenen.