কনভেকটিভ হিট ট্রান্সফারকে প্রায়শই কেবল কনভেকশন বলে উল্লেখ করা হয়, তরল চলাচলের মাধ্যমে এক স্থান থেকে অন্য স্থানে তাপ স্থানান্তর। তরল এবং গ্যাসে তাপ স্থানান্তরের ক্ষেত্রে সাধারণত কনভেকশন প্রভাবিত হয়।
তরল বা গ্যাসের উষ্ণ অঞ্চলগুলি তরল বা গ্যাসের শীতল অঞ্চলে উঠলে সংবহন ঘটে। কুলার তরল বা গ্যাস তখন উষ্ণ অঞ্চলের জায়গা নেয় যা বেশি বেড়েছে। এটি একটি ক্রমাগত সঞ্চালন প্যাটার্ন ফলাফল।
সংবহন একটি তাপ স্থানান্তর প্রক্রিয়া। যখন স্রোত উৎপন্ন হয়, তখন ব্যাপারটি এক স্থান থেকে অন্য স্থানে স্থানান্তরিত হয়। সুতরাং, এটি একটি গণ স্থানান্তর প্রক্রিয়াও।
পরিবহন হল একটি তাপীয় স্থান থেকে একটি শীতল অঞ্চলে বস্তুর বৃহত্তর, ম্যাক্রোস্কোপিক চলাচলের মাধ্যমে তাপ প্রবাহ, যা পরিবাহনের সাথে জড়িত পরমাণুর মধ্যে তাপের মাইক্রোস্কোপিক স্থানান্তরের বিরোধিতা করে।
ধরুন আমরা বাতাসের একটি স্থানীয় অঞ্চল গরম করার কথা বিবেচনা করি। এই বায়ু উত্তপ্ত হওয়ার সাথে সাথে, অণুগুলি ছড়িয়ে পড়ে, যার ফলে এই অঞ্চলটি আশেপাশের, গরম না হওয়া বাতাসের চেয়ে কম ঘন হয়ে যায়। আশেপাশের শীতল বাতাসের চেয়ে কম ঘন হওয়ার কারণে, উত্তপ্ত বাতাস পরবর্তীতে উষ্ণ শক্তির কারণে বৃদ্ধি পাবে - শীতল অঞ্চলে গরম বাতাসের এই চলাচলকে তখন বলা হয় সংবহন দ্বারা তাপ স্থানান্তর করা হবে।
একটি প্যানে পানি ফুটানো সংবহন দ্বারা তাপ স্থানান্তরের একটি ভাল উদাহরণ। যখন চুলাটি প্রথমে চালু করা হয় তখন প্রথমে পাত্রের নীচে দিয়ে পানিতে উপাদানগুলির মধ্যে সঞ্চালনের মাধ্যমে তাপ স্থানান্তরিত হয়। যাইহোক, অবশেষে, জল বুদবুদ হতে শুরু করে, এই বুদবুদগুলি আসলে গরম জলের স্থানীয় অঞ্চল যা ভূপৃষ্ঠে বৃদ্ধি পায়, যার ফলে নিচের গরম জল থেকে উত্তোলনটি উপরের দিকে শীতল জলে স্থানান্তরিত হয়। একই সময়ে, উপরে শীতল, আরও ঘন জল নীচে ডুবে যাবে, যেখানে এটি পরবর্তীকালে উত্তপ্ত হয়।
পরিবাহনের আরেকটি ভালো উদাহরণ হল বায়ুমণ্ডলে। পৃথিবীর পৃষ্ঠ সূর্য দ্বারা উষ্ণ হয়, উষ্ণ বায়ু ওঠে এবং শীতল বায়ু প্রবেশ করে।
স্বাভাবিকভাবে যে সংবহন ঘটে তাকে প্রাকৃতিক সংবহন বা মুক্ত সংবহন বলে। যদি একটি ফ্যান বা একটি পাম্প ব্যবহার করে তরল সঞ্চালিত হয়, তাকে বলা হয় জোরপূর্বক পরিবহন। কনভেকশন কারেন্ট দ্বারা গঠিত কোষকে কনভেকশন সেল বা বেনার্ড সেল বলা হয় ।
সংবহন স্রোতের আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ উদাহরণ হল জলের বৃহৎ অংশের পাশে স্থলভাগের উপর বাতাসের সৃষ্টি। জলের তুলনায় জলের তাপের ক্ষমতা অনেক বেশি এবং পরবর্তীতে তাপকে আরও ভালভাবে ধারণ করে। অতএব, এটির তাপমাত্রা পরিবর্তন করতে বেশি সময় লাগে, হয় upর্ধ্বমুখী বা নিম্নমুখী। এভাবে, দিনের বেলা জলের উপরে বায়ু স্থলভাগের চেয়ে শীতল হবে। এটি জমির উপর একটি নিম্নচাপ এলাকা তৈরি করে, যা পানির উপর উচ্চচাপের ক্ষেত্রের তুলনায়, এবং পরবর্তীতে কেউ দেখতে পায় যে জল থেকে জমিতে বাতাস বইছে। অন্যদিকে, রাতের সময় জল স্থল থেকে ধীরে ধীরে শীতল হয়, এবং জলের উপরে বায়ু জমির চেয়ে কিছুটা উষ্ণ হয়। এটি জমির উপর উচ্চ চাপ এলাকার তুলনায় পানির উপর একটি নিম্নচাপ এলাকা তৈরি করে এবং জমি থেকে জলের দিকে হাওয়া বইবে।
তাপ পরিবাহনের প্রকারভেদ
তাপ পরিবাহন তিন প্রকার - প্রাকৃতিক, জোরপূর্বক এবং মিশ্র।
- জোরপূর্বক সংবহন - একটি ক্ষেত্রে, তরল গতি দ্বারা তাপ নিষ্ক্রিয়ভাবে বহন করা যেতে পারে, যা হিটিং প্রক্রিয়া ছাড়াও ঘটতে পারে একটি তাপ স্থানান্তর প্রক্রিয়াকে আলগাভাবে জোরপূর্বক সংবহন বলে।
- প্রাকৃতিক সঞ্চালন - অন্য ক্ষেত্রে, উত্তাপ নিজেই তরলকে প্রসারণ এবং উর্বর শক্তির মাধ্যমে সরানোর কারণ হতে পারে, একই সাথে এই গতি দ্বারা তাপ পরিবহনের কারণ হতে পারে - একটি প্রক্রিয়া আলগাভাবে প্রাকৃতিক সংবহন বা মুক্ত সংবহন নামে পরিচিত।
- মিশ্র (সম্মিলিত) সঞ্চালন হল জোরপূর্বক এবং মুক্ত সংবহনের সংমিশ্রণ যা বহন করার সাধারণ ক্ষেত্রে যখন একটি বহিরাগত বলপ্রয়োগ ব্যবস্থা (যেমন, তরল-প্রবাহিত দেহ ব্যবস্থায় বাহ্যিক শক্তি সরবরাহ) এবং অভ্যন্তরীণ ভলিউমেট্রিক উভয় দ্বারা প্রবাহ নির্ধারিত হয় ভর) বাহিনী, যেমন, একটি মাধ্যাকর্ষণ ক্ষেত্রে তরল মাধ্যমের অ-অভিন্ন ঘনত্ব বিতরণ দ্বারা।
প্রাকৃতিক প্রবাহের কিছু দৈনন্দিন উদাহরণ
- ফুটন্ত জল - একটি বাটিতে ফুটন্ত জলও সংবহন নীতির উপর কাজ করে। যখন জল উত্তপ্ত হতে শুরু করে, জলের অণুগুলি প্রসারিত হয় এবং পাত্রের মধ্যে চলে যায়। এইভাবে, পাত্রের অন্যান্য অংশে তাপ স্থানান্তরিত হয় এবং উষ্ণ পানি ওঠার সাথে সাথে ঠান্ডা পানি ডুবে যেতে শুরু করে।
- সংবহন স্রোতের একটি সহজ উদাহরণ হল গরম বাতাস বাড়ির সিলিং বা অ্যাটিকের দিকে উঠছে। উষ্ণ বায়ু শীতল বাতাসের চেয়ে কম ঘন, তাই এটি বৃদ্ধি পায়।
- বাতাস একটি পরিবাহিত স্রোতের উদাহরণ। সূর্যের আলো বা প্রতিফলিত আলো তাপ বিকিরণ করে, একটি তাপমাত্রার পার্থক্য স্থাপন করে যার ফলে বাতাস চলাচল করে। ছায়াময় বা আর্দ্র অঞ্চলগুলি শীতল, বা তাপ শোষণ করতে সক্ষম, প্রভাব যোগ করে। কনভেকশন স্রোত পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের বৈশ্বিক প্রচলনকে চালিত করে এমন একটি অংশ।
- গরম পানীয়ের কাপ বাষ্প - আপনি হয়তো দেখেছেন এক কাপ গরম চা বা কফি থেকে বাষ্প বের হচ্ছে। তরলের তাপের কারণে উষ্ণ বায়ু উপরে উঠে যায়। এই উষ্ণ বায়ু বাষ্প।
- বরফ গলে যাওয়া - তাপ বাতাস থেকে বরফের দিকে চলে যায়। এটি একটি কঠিন থেকে তরলে গলে যাওয়ার কারণ হয়।
- গরম বায়ু বেলুন - বেলুনের ভিতরে একটি হিটার বাতাসকে উত্তপ্ত করে এবং তাই বায়ু উপরের দিকে চলে যায়। এর ফলে বেলুন উঠতে পারে কারণ গরম বাতাস ভিতরে আটকে যায়। যখন পাইলট নামতে চায়, সে কিছু গরম বাতাস ছেড়ে দেয় এবং ঠান্ডা বাতাস তার জায়গা নেয়, যার ফলে বেলুনটি নিচে নেমে যায়।
- হিমায়িত পদার্থ গলানো - হিমায়িত খাবার পানিতে রাখার চেয়ে ঠান্ডা চলমান পানির নিচে আরও দ্রুত গলে যায়। চলমান জলের ক্রিয়া তাপকে দ্রুত খাদ্যে স্থানান্তর করে।
- বজ্রঝড় - মহাসাগর থেকে উষ্ণ জল বাতাসে উঠে এবং স্যাচুরেটেড জলের ফোঁটায় পরিণত হয় যা মেঘ তৈরি করে। যখন এই প্রক্রিয়া চলতে থাকে, তখন ছোট ছোট মেঘগুলি একে অপরের সাথে সংঘর্ষ করে এবং বড় বড় মেঘ তৈরি হয়। চূড়ান্ত বৃদ্ধির পর্যায়ে পৌঁছানোর পর, কামুলোনিম্বাস মেঘ বা বজ্রঝড় তৈরি হয়।
আবহাওয়া এবং ভূতত্ত্বের সংবহন
- ম্যান্টেল কনভেকশন - পৃথিবীর পাথুরে ম্যান্টল ধীরে ধীরে সরে যায় কারণ কনভেকশন স্রোত যা পৃথিবীর অভ্যন্তর থেকে পৃষ্ঠ পর্যন্ত তাপ স্থানান্তর করে। এই কারণেই টেকটোনিক প্লেট ধীরে ধীরে পৃথিবীর চারপাশে ঘুরতে থাকে। একটি প্লেটের ক্রমবর্ধমান প্রান্তে গরম উপাদান যোগ করা হয় এবং তারপর এটি ঠান্ডা হয়। খরচ প্রান্তে, উপাদান তাপ থেকে সংকুচিত হয়ে ঘন হয়ে যায় এবং একটি সাগরের পরিখা এ পৃথিবীতে ডুবে যায়। এটি আগ্নেয়গিরি গঠনের সূচনা করে।
- মহাসাগরীয় সঞ্চালন - বিষুবরেখার চারপাশে উষ্ণ জল মেরুগুলির দিকে প্রবাহিত হয় এবং মেরুতে শীতল জল বিষুবরেখার দিকে অগ্রসর হয়।
- স্ট্যাক বা চিমনি প্রভাব - এটি উচ্ছ্বাসের কারণে বিল্ডিং, ফ্লু বা অন্যান্য বস্তুর ভিতরে এবং বাইরে বায়ুর চলাচল। এই ক্ষেত্রে, উচ্ছ্বাস বলতে বাতাসের ভেতরের এবং বাইরের বাতাসের মধ্যে বাতাসের বিভিন্ন ঘনত্বকে বোঝায়। কাঠামোর উচ্চতা এবং ভিতরের এবং বাইরের বাতাসের তাপ স্তরের মধ্যে বৃহত্তর পার্থক্যের কারণে উচ্ছ্বাস শক্তি বৃদ্ধি পায়।
- একটি নক্ষত্রের সংবহন - একটি নক্ষত্রের একটি সংবহন অঞ্চল থাকে যেখানে শক্তি সঞ্চালনের মাধ্যমে স্থানান্তরিত হয়। কোরের বাইরে একটি বিকিরণ অঞ্চল যেখানে প্লাজমা চলে। যখন প্লাজমা বেড়ে যায় এবং শীতল প্লাজমা নেমে যায় তখন একটি কনভেকশন কারেন্ট তৈরি হয়।
- মহাকর্ষীয় সংবহন - এটি দেখায় যখন শুকনো লবণ ভেজা মাটিতে নিচের দিকে ছড়িয়ে পড়ে কারণ মিঠা জল লবণাক্ত পানিতে উচ্ছল।
- কনভেকশন স্রোত সূর্যে স্পষ্ট। সূর্যের ফোটোস্ফিয়ারে দেখা দানাদার কণিকাগুলি হল সংবহন কোষের শীর্ষ। সূর্য এবং অন্যান্য নক্ষত্রের ক্ষেত্রে তরল তরল বা গ্যাসের পরিবর্তে প্লাজমা।
জোরপূর্বক পরিবাহন
এখানেই একটি বাহ্যিক যন্ত্র যেমন একটি ফ্যান, পাম্প, বা স্তন্যপান যন্ত্র ব্যবহার করা হয় পরিবহনের সুবিধার্থে।
এখানে জোরপূর্বক পরিবাহনের কিছু উদাহরণ দেওয়া হল:
- রেডিয়েটর - রেডিয়েটরে, গরম করার উপাদানটি মেশিনের নীচে স্থাপন করা হয়। সুতরাং, এই গরম উপাদান থেকে উষ্ণ বায়ু ঠান্ডা বাতাস দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়।
- রেফ্রিজারেটর - ফ্রিজার ইউনিট শীর্ষে স্থাপন করা হয়। এর পিছনে কারণ হল যে রেফ্রিজারেটরের ভিতর গরম বাতাস উঠে যাবে কিন্তু ফ্রিজার অঞ্চলের ঠান্ডা বাতাস ডুবে যাবে এবং ফ্রিজের নিচের অংশ উষ্ণ রাখবে।
- এয়ার কন্ডিশনার - একটি এয়ার কন্ডিশনার কুলিং ইউনিট শীর্ষে স্থাপন করা হয়। এইভাবে, উষ্ণ বায়ু শীতল ইউনিট পর্যন্ত উঠে যায়, এটি ঠান্ডা বাতাস দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয় এবং ঘরটি শীতল হয়।
- হট এয়ার পপার - এর একটি পাখা, একটি গরম করার উপাদান এবং একটি বায়ু রয়েছে। যখন পপার চালিত হয়, ফ্যানটি ভেন্টের মাধ্যমে গরম করার উপাদানটিতে বায়ু প্রবাহিত করে। বাতাস উষ্ণ হয়ে ওঠে এবং এভাবে উঠে যায়। পপকর্ন কার্নেলগুলি হিটিং এলিমেন্টের ঠিক উপরে রাখা হয়। গরম বাতাস উঠে এবং পপকর্ন কার্নেলগুলি উত্তপ্ত হয়। এভাবেই আমরা আমাদের সুস্বাদু পপকর্ন পাই।
- কনভেকশন ওভেন - একটি কনভেকশন ওভেনে জোরপূর্বক কনভেকশনের নীতি ব্যবহার করা হয়। কম্পার্টমেন্টের বাতাস গরম করার উপাদান ব্যবহার করে গরম করতে বাধ্য হয়। এই উত্তাপের কারণে বাতাসের অণু প্রসারিত হয় এবং নড়াচড়া করে। এই গরম বাতাসের কারণে ভিতরের খাবার রান্না করা হয়।
- এয়ার কুলড ইঞ্জিন -এয়ার কুল্ড ইঞ্জিনগুলো তাদের পানির পাইপে কনভেকশন স্রোত দ্বারা শীতল হয়। ইঞ্জিন, দীর্ঘ সময় ধরে চললে, উত্তপ্ত হয়। যে তাপটি ছড়িয়ে পড়ে তা ঠান্ডা করা প্রয়োজন যাতে ইঞ্জিন চলতে থাকে। ইঞ্জিনটি গরম করা একটি জ্যাকেট দ্বারা আবৃত। এই গরম করার কারণে, ইঞ্জিনকে ঘিরে থাকা পাইপের মধ্য দিয়ে উষ্ণ জল প্রবাহিত হয়। এই পাইপগুলিতে পাখা রয়েছে যার কারণে গরম জল ঠান্ডা হয়। এই উষ্ণ জল, সংবহন নীতি দ্বারা, ডুবে যায়, এইভাবে ইঞ্জিন ঠান্ডা হয়।
