Komórka konwekcyjna

w dziedzinie dynamiki płynów komórka konwekcyjna jest zjawiskiem, które występuje, gdy istnieją różnice gęstości w ciele cieczy lub gazu. Te różnice gęstości wynikają z rosnących i / lub spadających prądów, które są kluczowymi cechami komórki konwekcyjnej. Gdy objętość płynu jest podgrzewana, rozszerza się i staje się mniej gęsta, a tym samym bardziej wyporna niż otaczający płyn. Chłodniejsza, gęstsza część płynu schodzi, aby osiąść poniżej cieplejszego, mniej gęstego płynu, co powoduje wzrost cieplejszego płynu. Ruch taki nazywany jest konwekcją, a ruch cieczy nazywany jest komórką konwekcyjną. Ten szczególny rodzaj konwekcji, gdzie pozioma warstwa płynu jest ogrzewana od dołu, jest znany jako konwekcja Rayleigha-Bénarda. Konwekcja zwykle wymaga pola grawitacyjnego, ale w eksperymentach z mikrograwitacją zaobserwowano konwekcję termiczną bez efektów grawitacyjnych.

Chmura Altocumulus widziana z promu kosmicznego. Chmury Altocumulus powstają w wyniku aktywności konwekcyjnej.

6-galonowe wiadro miodu po fermentacji 10 dni z cynamonem unoszącym się na wierzchu. Konwekcja jest spowodowana uwalnianiem CO2 przez drożdże.

płyny są uogólnione jako materiały, które wykazują właściwość przepływu; jednak takie zachowanie nie jest unikalne dla płynów. Właściwości płynów można również zaobserwować w gazach, a nawet w cząsteczkach stałych (takich jak piasek, żwir i większe obiekty podczas slajdów skalnych).

komórka konwekcyjna jest najbardziej zauważalna w tworzeniu chmur z jego uwolnieniem i transportem energii. Gdy powietrze porusza się po ziemi, pochłania ciepło, traci gęstość i porusza się w górę do atmosfery. Kiedy jest zmuszony do atmosfery, która ma niższe ciśnienie powietrza, nie może zawierać tyle płynu, co na niższej wysokości, więc uwalnia wilgotne powietrze, wytwarzając deszcz. W tym procesie ciepłe powietrze jest chłodzone; zyskuje gęstość i spada w kierunku ziemi, a komórka powtarza cykl.

komórki konwekcyjne mogą tworzyć się w dowolnym płynie, w tym w atmosferze Ziemi (gdzie nazywane są komórkami Hadleya), wrzącej wodzie, zupie (gdzie komórki mogą być identyfikowane przez cząstki, które transportują, takie jak ziarna ryżu), oceanie lub powierzchni Słońca. Wielkość komórek konwekcyjnych zależy w dużej mierze od właściwości płynu. Komórki konwekcyjne mogą wystąpić nawet wtedy, gdy ogrzewanie płynu jest jednolite.