संवहनात्मक ताप स्थानान्तरणलाई प्राय: संवहन भनिन्छ, तरल पदार्थको आवागमनद्वारा तातो एक ठाउँबाट अर्को स्थानमा स्थानान्तरण हो। संवहन सामान्यतया तरल पदार्थ र ग्यासहरूमा तातो स्थानान्तरणको प्रमुख रूप हो।
संवहन तब हुन्छ जब तरल वा ग्यासको तातो क्षेत्रहरू तरल वा ग्यासको चिसो क्षेत्रमा बढ्छ। चिसो तरल पदार्थ वा ग्यासले न्यानो क्षेत्रहरूको ठाउँ लिन्छ जुन माथि बढेको छ। यसले निरन्तर परिसंचरण ढाँचामा परिणाम दिन्छ।
संवहन एक गर्मी स्थानान्तरण प्रक्रिया हो। जब धाराहरू उत्पादन गरिन्छ, पदार्थ एक स्थानबाट अर्को स्थानमा सारियो। तसर्थ, यो सामूहिक स्थानान्तरण प्रक्रिया पनि हो।
संवहन भनेको तातो क्षेत्रबाट तातो क्षेत्रबाट चिसो क्षेत्रमा पदार्थको बल्क, म्याक्रोस्कोपिक आन्दोलनको माध्यमबाट तातोको प्रवाह हो, संवहनसँग संलग्न परमाणुहरू बीचको तापको माइक्रोस्कोपिक स्थानान्तरणको विपरीत।
मानौं हामीले हावाको स्थानीय क्षेत्रलाई तताउने विचार गर्छौं। जब यो हावा तातो हुन्छ, अणुहरू फैलिन्छन्, जसले गर्दा यो क्षेत्र वरपरको, तातो हावा भन्दा कम घना हुन्छ। वरपरको चिसो हावा भन्दा कम घना भएकोले, तातो हावा पछि उछाल बलहरूको कारणले बढ्छ - तातो हावाको यो आवागमनलाई चिसो क्षेत्रमा संवहनद्वारा तातो स्थानान्तरण भनिन्छ।
प्यानमा उमालेको पानी संवहनद्वारा तापको स्थानान्तरणको राम्रो उदाहरण हो। जब स्टोभ पहिलो पटक खोलिन्छ, भाँडोको तल्लो भागबाट पानीमा तत्वहरू बीचको प्रवाहद्वारा पहिले तातो स्थानान्तरण गरिन्छ। यद्यपि, अन्ततः, पानी बुलबुले हुन थाल्छ, यी बुलबुलेहरू वास्तवमा सतहमा बढेको तातो पानीको स्थानीय क्षेत्रहरू हुन्, जसले गर्दा कन्भेक्शनद्वारा माथिको तातो पानीबाट माथिको चिसो पानीमा तातो स्थानान्तरण गर्दछ। एकै समयमा, माथिको कूलर, अधिक बाक्लो पानी तल डुब्नेछ, जहाँ यो पछि तताइन्छ।
संवहनको अर्को राम्रो उदाहरण वायुमण्डलमा छ। पृथ्वीको सतह सूर्यबाट न्यानो हुन्छ, तातो हावा बढ्छ र चिसो हावा भित्र पस्छ।
प्राकृतिक रूपमा हुने संवहनलाई प्राकृतिक संवहन वा मुक्त संवहन भनिन्छ। यदि फ्यान वा पम्प प्रयोग गरेर तरल पदार्थ प्रवाहित हुन्छ भने, यसलाई जबरजस्ती संवहन भनिन्छ। संवहन करन्टद्वारा बनेको सेललाई कन्भेक्सन सेल वा बेनार्ड सेल भनिन्छ।
संवहन धाराहरूको अर्को महत्त्वपूर्ण उदाहरण पानीको ठूला निकायहरूको छेउमा जमिनको जनसमूहमा ब्रीजहरू सिर्जना गर्नु हो। पानीमा जमिनको तुलनामा ठूलो तातो क्षमता हुन्छ र पछि तातो राम्रोसँग राख्छ। तसर्थ, यसको तापक्रम परिवर्तन गर्न लामो समय लाग्छ, या त माथि वा तलतिर। यसरी, दिनको समयमा पानी माथिको हावा जमिनमा भन्दा चिसो हुनेछ। यसले जमिनमा कम-चापको क्षेत्र सिर्जना गर्दछ, पानीमाथि उच्च-चापको क्षेत्रको सापेक्ष, र पछि पानीबाट जमिनमा हावाहरू उडिरहेको भेट्टाउँछ। अर्कोतर्फ, रातको समयमा पानी जमिन भन्दा धेरै बिस्तारै चिसो हुन्छ, र पानी माथिको हावा जमिन भन्दा अलि न्यानो हुन्छ। यसले जमिनमा उच्च-चापको क्षेत्रको तुलनामा पानीमा कम-चापको क्षेत्र सिर्जना गर्दछ, र हावाहरू जमिनबाट पानीमा उड्नेछ।
गर्मी संवहन को प्रकार
तातो संवहन तीन प्रकारको हुन्छ - प्राकृतिक, बाध्यकारी र मिश्रित।
- जबरजस्ती संवहन - एक अवस्थामा, तातो तरल गति द्वारा निष्क्रिय रूपमा लैजान सकिन्छ, जुन तताउने प्रक्रिया बिना पनि हुन सक्छ, तातो स्थानान्तरण प्रक्रियालाई ढिलो रूपमा जबरजस्ती संवहन भनिन्छ।
- प्राकृतिक संवहन - अर्को अवस्थामा, तताउने कारणले तरल पदार्थलाई विस्तार र उछाल बलहरू मार्फत सार्न सक्छ, जबकि एकै समयमा यस गतिद्वारा तातो ढुवानी हुन सक्छ - यो प्रक्रियालाई प्राकृतिक संवहन वा मुक्त संवहन भनिन्छ।
- मिश्रित (संयुक्त) संवहन जबरजस्ती र नि: शुल्क संवहनको संयोजन हो जुन संवहनको सामान्य अवस्था हो जब एक प्रवाह एकैसाथ बाहिरी फोर्सिङ प्रणाली (अर्थात, तरल-सुव्यवस्थित शरीर प्रणालीमा बाहिरी ऊर्जा आपूर्ति) र भित्री भोल्युमेट्रिक (अन्तर भोल्युमेट्रिक) द्वारा निर्धारित गरिन्छ। मास) बलहरू, जस्तै, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्रमा तरल माध्यमको गैर-एकसमान घनत्व वितरणद्वारा।
प्राकृतिक संवहनका केही दैनिक उदाहरणहरू
- उमालेको पानी - कचौरामा उमालेको पानी पनि संवहन सिद्धान्तमा चल्छ। जब पानी तातो हुन थाल्छ, पानीका अणुहरू विस्तार हुन्छन् र भाँडोमा सर्छन्। यसरी, तातो भाँडोको अन्य भागहरूमा सारिन्छ र तातो पानी बढ्दै जाँदा चिसो पानी डुब्न थाल्छ।
- संवहन धाराको एक साधारण उदाहरण घरको छत वा अटारी तिर बढेको तातो हावा हो। तातो हावा चिसो हावा भन्दा कम घना हुन्छ, त्यसैले यो बढ्छ।
- हावा एक संवहन प्रवाह को एक उदाहरण हो। सूर्यको किरण वा परावर्तित प्रकाशले तापक्रम विकिरण गर्छ, तापक्रमको भिन्नता सेट गर्छ जसले हावा सार्न सक्छ। छायादार वा चिसो क्षेत्रहरू चिसो हुन्छन्, वा तातो अवशोषित गर्न सक्षम हुन्छन्, प्रभावमा थप्दै। संवहन धाराहरू पृथ्वीको वायुमण्डलको विश्वव्यापी परिसंचरणको भाग हुन्।
- तातो पेय पदार्थको कप - तपाईंले तातो चिया वा कफीको कपबाट भाप निस्किरहेको देख्नु भएको होला। तरल पदार्थको तापका कारण तातो हावा माथि उठ्छ। यो तातो हावा भाप हो।
- बरफ पग्लने - ताप हावाबाट बरफमा सर्छ। यसले ठोसबाट तरल पदार्थमा पग्लिन्छ।
- हट एयर बेलुन - बेलुन भित्रको हीटरले हावालाई तताउँछ र हावा माथितिर सर्छ। यसले बेलुन माथि उठाउँछ किनभने तातो हावा भित्र फस्छ। जब पाइलट तल ओर्लन चाहन्छ, उसले केही तातो हावा छोड्छ र चिसो हावाले यसको ठाउँ लिन्छ, जसले गर्दा बेलुन तल हुन्छ।
- फ्रोजन सामग्री पग्लने - जमेको खाना पानीमा राखिएको भन्दा चिसो बग्ने पानीमा धेरै छिटो पग्लन्छ। बग्ने पानीको कार्यले खानामा तातोलाई छिटो स्थानान्तरण गर्दछ।
- थन्डरस्टर्म - महासागरबाट तातो पानी हावामा उठ्छ र संतृप्त पानीको थोपामा परिणत हुन्छ जसले बादल बनाउँछ। जब यो प्रक्रिया जारी रहन्छ, साना बादलहरू एकअर्कासँग टकराउँछन् र ठूला बादलहरू बन्छन्। विकासको अन्तिम चरणमा पुगेपछि, कम्युलोनिम्बस बादल वा गर्जनहरू बन्छन्।
मौसम विज्ञान र भूविज्ञान मा संवहन
- मेन्टल कन्भेक्सन - पृथ्वीको चट्टानी आवरण पृथ्वीको भित्री भागबाट सतहमा तातो स्थानान्तरण गर्ने संवहन धाराहरूको कारणले बिस्तारै चल्छ। यही कारणले गर्दा टेक्टोनिक प्लेटहरू बिस्तारै पृथ्वीको वरिपरि घुम्छन्। तातो सामग्री प्लेटको बढ्दो किनारहरूमा थपिन्छ र त्यसपछि यो चिसो हुन्छ। उपभोगको किनारमा, सामग्री गर्मीबाट संकुचित भएर बाक्लो हुन्छ र समुद्रको खाडलमा पृथ्वीमा डुब्छ। यसले ज्वालामुखीहरूको गठनलाई ट्रिगर गर्दछ।
- समुद्री परिसंचरण - भूमध्य रेखा वरिपरिको तातो पानी ध्रुव तर्फ घुम्छ र ध्रुवमा चिसो पानी भूमध्य रेखा तिर सर्छ।
- स्ट्याक वा चिम्नी प्रभाव - यो उछालका कारण भवनहरू, फ्लुहरू, वा अन्य वस्तुहरू भित्र र बाहिर हावाको आन्दोलन हो। यस अवस्थामा, उछालले भित्रको हावा र बाहिरको हावा बीचको हावामा विभिन्न घनत्वहरूलाई जनाउँछ। संरचनाको अधिक उचाइ र भित्री र बाहिरको हावाको ताप स्तरको बीचमा ठूलो भिन्नताका कारण उछाल बल बढ्छ।
- ताराको संवहन - ताराको संवहन क्षेत्र हुन्छ जहाँ ऊर्जा संवहनद्वारा सारिन्छ। कोर बाहिर विकिरण क्षेत्र हो जहाँ प्लाज्मा सर्छ। प्लाज्मा बढ्दा र चिसो प्लाज्मा तल झर्दा कन्भेक्सन करेन्ट बन्छ।
- गुरुत्वाकर्षण संवहन - यो देखाउँछ जब सुकेको नुन तल भिजेको माटोमा फैलिन्छ किनभने ताजा पानी नुनपानीमा उछाल हुन्छ।
- संवहन धाराहरू सूर्यमा स्पष्ट छन्। सूर्यको फोटोस्फियरमा देखिने कणहरू संवहन कक्षहरूको शीर्ष हुन्। सूर्य र अन्य ताराहरूको मामलामा, तरल पदार्थ तरल वा ग्याँसको सट्टा प्लाज्मा हो।
जबरजस्ती संवहन
यो जहाँ बाहिरी उपकरण जस्तै पंखा, पम्प, वा सक्शन यन्त्र प्रयोग गरिन्छ संवहन सुविधाको लागि।
यहाँ जबरजस्ती संवहनका केही उदाहरणहरू छन्:
- रेडिएटर - रेडिएटरमा, तताउने तत्व मेसिनको फेदमा राखिएको छ। तसर्थ, यस ताप तत्वबाट तातो हावा चिसो हावा द्वारा प्रतिस्थापित गरिएको छ।
- फ्रिज - फ्रीजर इकाई शीर्षमा राखिएको छ। यसको पछाडिको कारण यो हो कि फ्रिज भित्रको तातो हावा माथि उठ्छ तर फ्रीजर क्षेत्रमा चिसो हावा डुब्छ र फ्रिजको तल्लो भागलाई न्यानो राख्छ।
- एयर कन्डिसनर - एयर कन्डिसनरमा शीतलन इकाई शीर्षमा राखिएको छ। यसरी, तातो हावा कूलिंग एकाइमा बढ्छ, यो चिसो हावा द्वारा प्रतिस्थापित हुन्छ, र कोठा चिसो हुन्छ।
- तातो हावा पोपर - यसमा फ्यान, तताउने तत्व र भेन्ट हुन्छ। जब पप्पर सक्रिय हुन्छ, फ्यानले भेन्ट मार्फत तताउने तत्वमा हावा उडाउँछ। हावा तातो हुन्छ र यसरी बढ्छ। पपकर्न कर्नेलहरू तताउने तत्वको ठीक माथि राखिन्छन्। तातो हावा बढ्छ र पपकर्न कर्नेल तताइन्छ। यसरी हामी हाम्रो स्वादिष्ट पपकर्न पाउँछौं।
- कन्भेक्सन ओभन - कन्भेक्शन ओभनमा, जबरजस्ती संवहनको सिद्धान्त प्रयोग गरिन्छ। डिब्बामा हावा तताउने तत्वहरू प्रयोग गरेर तातो गर्न बाध्य छ। यस तापको कारण, हावा अणुहरू विस्तार र सर्छन्। यो तातो हावाले भित्रको खाना पकाउँछ।
- एयर-कूल्ड इन्जिन - एयर-कूल्ड इन्जिनहरूलाई तिनीहरूको पानीको पाइपहरूमा कन्भेक्सन करेन्टहरूद्वारा चिसो गरिन्छ। इन्जिन, लामो समय सम्म चल्दा, तातो हुन्छ। इन्जिन चलिरहने तातोलाई चिसो पार्नु पर्छ। इन्जिनलाई पानीको ज्याकेटले ढाकेको हुन्छ जुन तताइएको हुन्छ। यो तताउने कारण, न्यानो पानी इन्जिन घेरिएको पाइप मार्फत बग्छ। यी पाइपहरूमा पंखाहरू छन् जसका कारण तातो पानी चिसो हुन्छ। यो तातो पानी, संवहन सिद्धान्त अनुसार, तल डुब्छ, यसरी इन्जिन चिसो हुन्छ।
