Nel campo della fluidodinamica, una cella di convezione è il fenomeno che si verifica quando esistono differenze di densità all’interno di un corpo di liquido o gas. Queste differenze di densità provocano correnti ascendenti e / o discendenti, che sono le caratteristiche chiave di una cella di convezione. Quando un volume di fluido viene riscaldato, si espande e diventa meno denso e quindi più vivace del fluido circostante. La parte più fredda e densa del fluido scende per depositarsi sotto il fluido più caldo e meno denso, e questo fa salire il fluido più caldo. Tale movimento è chiamato convezione e il corpo mobile del liquido è indicato come una cellula di convezione. Questo particolare tipo di convezione, dove uno strato orizzontale di fluido viene riscaldato dal basso, è noto come convezione di Rayleigh-Bénard. La convezione di solito richiede un campo gravitazionale, ma negli esperimenti di microgravità, la convezione termica è stata osservata senza effetti gravitazionali.
I fluidi sono generalizzati come materiali che presentano la proprietà del flusso; tuttavia, questo comportamento non è unico per i liquidi. Le proprietà del fluido possono essere osservate anche nei gas e persino nei solidi particolati (come sabbia, ghiaia e oggetti più grandi durante gli scivoli di roccia).
Una cella di convezione è più notevole nella formazione di nuvole con il suo rilascio e trasporto di energia. Mentre l’aria si muove lungo il terreno assorbe calore, perde densità e sale nell’atmosfera. Quando è costretto nell’atmosfera, che ha una pressione dell’aria più bassa, non può contenere tanto fluido quanto a un’altitudine più bassa, quindi rilascia la sua aria umida, producendo pioggia. In questo processo l’aria calda viene raffreddata; guadagna densità e cade verso la terra e la cellula ripete il ciclo.
Le cellule di convezione possono formarsi in qualsiasi fluido, compresa l’atmosfera terrestre (dove sono chiamate cellule di Hadley), acqua bollente, zuppa (dove le cellule possono essere identificate dalle particelle che trasportano, come i chicchi di riso), l’oceano o la superficie del sole. La dimensione delle cellule di convezione è in gran parte determinata dalle proprietà del fluido. Le cellule di convezione possono anche verificarsi quando il riscaldamento di un fluido è uniforme.