Тепловой конвектор: Конвектор — современное тепло | Полезная информация | Cписок категорий | Блог

автор alexxlab

Содержание

Конвектор — современное тепло | Полезная информация | Cписок категорий | Блог

Электрический конвектор — тепловой прибор, который используется в городских квартирах осенью, перед началом отопительного сезона, и зимой, как дополнительный или основной источник тепла.
С помощью электрических конвекторов можно создать эффективную и безопасную систему отопления или обогреть отдельную комнату. Конвектор пригодится в квартире, в частном доме, в строительной бытовке, в торговом павильоне: любом жилом или рабочем помещении.
Рассмотрим преимущества этого теплого прибора и узнаем почему он эффективнее старого доброго масляного обогревателя.



Принцип работы

Электрический конвектор работает за счет естественной циркуляции воздуха в помещении: холодный воздух проникает в корпус прибора снизу, нагревается проходя через ТЭН, затем выходит наружу через отверстия в верхней части прибора. При естественном движении потоков воздуха: холодных вниз, а теплых вверх, происходит равномерный обогрев всего помещения. Для нормальной циркуляции воздуха нужно, чтобы конвектор был установлен на полу на специальных подставках, шасси или на высоте не превышающей 20 см от пола, главное, не вплотную к полу, чтобы обеспечить доступ воздуха к отверстиям в нижней части корпуса прибора.


Конвектор не имеет теплоносителя, а значит не тратится время на его нагрев и последующий нагрев корпуса прибора.

В современных конвекторах применяются трубчатые и монолитные нагревательные элементы.

ТЭН трубчатого типа исполнен из нихромовой нити встроенной в кварцевую трубку с алюминиевым оребрением. Эти ребра и выполняют роль теплообменивающего элемента. Форма и количество пластин в оребрении трубчатого ТЭНа отличаются у разных производителей, но принцип их работы одинаков.


Монолитный нагревательный элемент отличается литым алюминиевым корпусом в который интегрированы нихромовая нить с элементами диэлектрических материалов. Монолитный элемент надежен и долговечен, сводит к минимуму промежуточные теплопотери.

Преимущества конвекторов

Чтобы понять почему для обогрева стоит выбрать конвектор, а не масленку, приведем несколько доводов в пользу первого:



    В конвекторе отсутствует теплоноситель, как в масленом обогревателе, а это значит что:
  • прибор быстрее может начать работу, не тратя время на прогрев масла;
  • прибор в несколько раз легче;
  • конвектор безопаснее, в случае если нарушится целостность корпуса масленки, раскаленное масло окажется у вас в помещении;
  • корпус конвектора нагревается до 50-60 C°, тогда как корпус масленого радиатора нагревается свыше 100 C°.

Экономичность — конструкция прибора способствует естественному движению воздушных потоков, нет необходимости в вентиляторе для принудительной циркуляции воздуха.

Комфорт в помещении — конвекторы работают бесшумно. Нагревательные элементы электрических конвекторов не сжигают кислород и не сушат воздух.


Простой монтаж — конвекторы устанавливаются на пол, Для начала работы нужно только расположить конвектор в требуемом месте: на полу, для этого прибор оснащается комплектом колес или ножек, или прикрепить к стене, для этого в комплекте, как правило, присутствует набор кронштейнов и крепежа.


Уточняйте у консультантов наличие в комплектации конвектора дополнительных элементов, таких как: комплект колес, комплект для настенного монтажа.

Долговечность — если продолжить сравнение, срок службы масленого обогревателя 5-6 лет, а указанный производителями конвекторов срок эксплуатации составляет 20 лет и более.


Конвектор не пересушит и не деформирует отделочные материалы, паркет или ламинат, в непосредственной близости которых будет расположен.

Мощность электрических конвекторов

Мощность обогрева — главная техническая характеристика отопительного прибора.
Среднее значение мощности равно 100 Вт на квадратный метр. Для комнаты площадью 10 кв метров, с высотой потолков до 3 метров, как основной источник тепла понадобится прибор с тепловой мощностью 1 кВт, а в случае если конвектор будет использоваться для вспомогательного нагрева, подойдет прибор меньшей мощности.
Большинство современных конвекторов оборудовано переключателем ступеней нагрева, поэтому если сомневаетесь, приобретайте более мощный прибор, с мелким шагом регулировки.


Конвекторы как правило, представлены сериями, которые схожи внешним видом, дизайном, и различаются мощностью и габаритами: при одинаковой высоте и толщине имеют различную ширину. Чем больше мощность, тем шире прибор.



    Расчет необходимой тепловой мощности в зависимости от размеров помещения:
  • Для обогрева помещения площадью до 7 кв. м потребуется мощность до 500 Вт.
  • Комната площадью от 7 до 9 кв. м потребуется 750 Вт.
  • От 10 до 12 кв м — 1000 Вт.
  • От 12 до 14 кв м — 1250 Вт.
  • От 15 до 17 кв м — 1500 Вт.
  • От 20 до 23 кв м — 2000 Вт.
  • От 24 до 27 кв м — 2500 Вт.

Управление

Для установки требуемого температурного режима конвектор оснащен термостатом.
Существует два вида термостатов: механические и электронные.
Механический термостат понятен в использовании, чтобы установить необходимую температуру работы прибора, достаточно лишь повернуть круглый переключатель в нужное положение.
Точность регулировки и возможности поддержания температуры у конвекторов равна 1 C°.


Существуют конвекторы не комплектующиеся термостатом, так называемые модульные конвекторы. Такое название может трактоваться по-разному: вы можете приобрести отдельно конвектор и выбрать для него необходимый тип термостата;


или купить несколько приборов без термостата и объединить их в тепловую сеть управляемую одним терморегулятором.

Параметры выбора



    Определившись с необходимой тепловой мощностью, обратите внимание на дополнительные функции и особенности конвектора:
  • Автоматическое отключение при перегреве или падении — исключит пожароопасные ситуации.
  • Экономичный режим — при котором конвектор работает на тепловой мощности немного ниже комфортного уровня, но когда в заданное время вы возвращаетесь в помещение, прибор автоматически поднимает температуру до комфортного уровня.
  • Блокировка клавиатуры — обезопасит эксплуатацию прибора, если в доме есть дети.
  • Антизамерзание. Принцип работы прибора в данном режиме заключен в поддержании в зимний период температуры 5-7 C°, тем самым защищая от промерзание помещение, не оснащенное центральным отоплением.
  • Дизайн прибора играет далеко не последнюю роль. Дизайнерские модели тепловых приборов впишутся во множество современных интерьеров.

Тепловые конвекторы для дома — популярные разновидности и их особенности

Сегодня в качестве дополнительного источника теплоснабжения используют различные отопительные приборы. Очень популярны последнее время конвекторы. Их прародителем является керамический обогреватель «ветерок» — агрегат, состоящий из специальных керамических пластин и вентилятора. Работает конвектор по схожему с тепловентилятором принципу. О том, какие бывают тепловые конвекторы для дома, их преимущества и недостатки, какие модели сегодня популярны, будет рассмотрено в этой статье.

Тепловая пушка или конвектор: что лучше?

Для того чтобы понять, что лучше тепловая пушка или конвектор, надо взвесить слабые и сильные стороны каждого из отопительных приборов.

Основой тепловой пушки является вентилятор. Суть работы заключается в том, что вентилятор перемещает с большой скоростью теплый воздух. Прибор имеет достаточно высокую мощность и производительность. Такое оборудование часто используется во время строительства. Когда доступа к электросети нет, а в помещении надо поддерживать определенную температуру либо необходимо высушить стену.

В отличие от тепловой пушки у конвектора нет элемента, который принудительно перемещает воздух. Также в конвекторах используются ТЭНы разной мощности. Нагретый воздушный поток выходит через специальные пазы корпуса. По мощности конвектор уступает тепловой пушке.

По размеру конвекторы гораздо компактнее, нежели тепловентиляторы.

А в использовании удобнее и гораздо экономичнее. Работают они бесшумно. Не оказывают вреда для окружающих. Поэтому их можно применять в жилом помещении. Тепловые же пушки очень быстро сжигают кислород. Из-за этого становится очень душно, а общее состояние человека, находящегося в помещении, где работает такой агрегат, ухудшается. Поэтому использовать дома такие приборы нежелательно. Лучше купить электро конвекторы малой мощности, нежели подвергать здоровье опасности, используя тепловые пушки.

В чем достоинства и недостатки электрических конвекторов?

Конвекторы имеют массу преимуществ. К основным плюсам можно отнести:

  1. быстрый обогрев помещения;
  2. доступность. Можно купить конвектор электрический недорого в любом специализированном магазине или заказать в Интернете. Стоимость конвектора значительно ниже, чем котла и радиатора. Как правило, находится в пределах от 100 до 150 долларов;
  3. простой монтаж. Установить такой агрегат может каждый;
  4. прибор не нуждается в обслуживании;
  5. долгий эксплуатационный срок – от 20 до 25 лет;
  6. конвектор не сжигает кислород. Что нельзя сказать о других отопительных приборах, которые используют конвективный и лучевой нагрев воздуха;
  7. бесшумность работы. Устройство работает беззвучно, поскольку в его конструкции отсутствуют движущиеся части;
  8. максимальный КПД составляет 95%;
  9. температура в помещении поддерживается на оптимальном уровне.

Главный недостаток электрического конвектора состоит в том, что во время работы он потребляет электроэнергию. Количество электроэнергии зависит от мощности самого устройства и особенностей отапливаемого помещения. А именно: площади, количества окон, наружных стен, дверей, наличия стеклопакетов, качества утепления квартиры. Чтобы определить, сколько потребляет электроэнергии конвектор, надо его мощность умножить на количество отработанных часов. Мощность указывается производителем в паспорте к отопительному оборудованию.

Поскольку конвекторы работают от электроэнергии, то для их бесперебойной работы потребуется приобрести источник бесперебойного питания на случай перебоев с электричеством. Любые запчасти для конвекторов купить можно в магазине или найти в сети Интернет.

Какие бывают электрические конвекторы?

По типу монтажа все конвекторы делятся на напольные, настенные и встраиваемые. Некоторые модели могут быть как напольными, так и крепиться к стене.

Большинство пользователей решают купить конвектор электрический настенный, поскольку он имеет ряд преимуществ перед напольным.

Преимущества настенного конвектора:

  • не занимает места;
  • не нужно подводить провода через все помещение;
  • такой прибор надежно фиксируется на поверхности стены;
  • монтаж несложный и его можно выполнить самостоятельно;
  • благодаря плоскому корпусу электрический конвектор отлично смотрится на стене любого помещения. Многообразие моделей позволяет подобрать агрегат под любой интерьер. Такой прибор можно повесить на стенку в офисе, комнате или магазине.

На конвектор отопления электрический настенный отзывы только подтверждают его преимущества перед другими типами устройства. Многие предпочитают устанавливать такой агрегат под окном. Здесь он отлично смотрится. И к тому же создает отличную тепловую завесу холодным воздушным потокам. Напольные обогреватели также являются востребованными. По удобству использования и надежности они не уступают настенным приборам.

Некоторые модели конвекторов оснащены опцией защиты от перегрева. Если, например, агрегат упадет либо его накрыть сверху чем-то, он автоматически выключится. Размеры современных устройств отличаются компактностью. В среднем обогреватель весит от 6 до 8 кг. Ширина составляет примерно 7 см.

Для поддержания определенной температуры в помещении, конвекторы оснащены термостатом. В этом случае прибор работает перерывами. Что позволяет экономить электроэнергию. А также дает возможность продлить срок службы агрегата. Когда температура достигает максимальной отметки, устройство отключается. А когда начинает падать –работает вновь. Когда температура на улице снижается, тогда перерывы становятся короче. Есть в некоторых моделях и такая функция, как таймер. Более подробно о подборе конвектора для дома мы уже писали здесь.

Обзор популярных тепловых конвекторов для дома

На современном рынке обогревательных приборов представлено множество разных моделей конвекторов. Рассмотрим наиболее востребованные из них.

Часто покупают конвектор Scarlett SC CH830 2000 от китайского производителя. Прибор имеет мощность в 2000 Вт. Может работать на трех уровнях мощности: 800, 1200, 2000 Вт. Подходит для отопления помещения площадью в 25 м.кв. Агрегат оснащен регулировкой температуры и термостатом. Есть и такая опция, как автоотключение при перегреве. Тип управления устройством – механический. Надо отметить и световую индикацию режимов работы. Конвектор можно устанавливать на полу либо крепить на стену.

Среди обогревателей отечественного производства можно назвать конвекторы марки Термия. Монтаж можно производить на стену и пол.

По степени защитной оболочки есть варианты, как для обычных сухих помещений, так и для ванных комнат.

По классу защиты от поражения током выделяют модели 1 класса, которые требуют заземления, и 2 класса, которые не нуждаются в заземлении. Цена на конвектор данной фирмы вполне демократичная. Поэтому купить конвектор Термия может каждый.

К самым бюджетным отопительным приборам можно отнести конвекторы фирмы Equation. Устанавливается на пластмассовые опоры. Это напольный тип конвектора. Но может крепиться и к стене. Монтаж очень простой: достаточно сделать на стене всего 4 отверстия под крепежи, установить саморезы и используя кронштейны повесить конвектор. Прибор имеет защиту от перегрева. На конвектор Equation отзывы, как правило, положительные. Большинство пользователей отмечают такие плюсы, как безопасность, доступность и хороший обогрев.

Также достаточно экономичным решением является конвектор Эталон отечественного производства. Идеально подходит для обогрева бытовых и офисных помещений. Прибор достаточно экономичен. Удобен в эксплуатации. Агрегат можно крепить к любой поверхности: керамической плитке, бетону, деревянному основанию. Есть защита от перегрева. А также электронный регулятор температуры. Устройство имеет невысокую стоимость.

Широко используются и конвекторы Нобо. Те пользователи, которые решили конвектор Нобо купить, никогда не жалеют о своем выборе. Ведь данный прибор имеет целый ряд преимуществ. Корпус имеет двойную изоляцию. Что защищает оборудование от воздействия влаги. Монтаж можно производить на пол и стену. Конвектор оснащен автоматической защитой от перегрева, температура поверхности не превышает +45 градусов. Можно несколько приборов соединить в единую цепь и потом управлять ими с помощью системы Orion 700 либо Nobo Energy Control.

Также стоит назвать и Делсот конвектор электрический – универсальный прибор с оптимальным соотношением цены и качества. Обогреватели данной марки получили признание у потребителей благодаря высоким эксплуатационным характеристикам и долгому сроку службы. Агрегат отлично выдерживает перепады напряжения, высокую влажность. Оснащен опцией авторестарта.

Что такое конвектор? Какой конвектор выбрать.

  • Что такое конвектор?

    Конвекторы делятся на электрические конвекторы и газовые конвекторы. Далее мы будем говорить об электрических конвекторах. Газовые конвекторы нагреваются при сгорании газа в изолированной камере, они сложнее в установке и обслуживании. Немобильны и поэтому непопулярны. Конвертор электрический при меньшей производительности надежнее чем газовый конвертор, мобильнее и проще в установке.

    Эллектрический Конвектор — это прибор отопления, предназначенный для обогрева помещений, с использованием электроэнергии, основанный на принципе естественной конвекции, передающий в помещение до 95 % всего теплового потока. Передача тепла происходит посредством нагрева воздуха, проходящего через нагревательный элемент конвектора. Теплый воздух увеличивается в объеме и поступает в помещение через выходные решетки электроконвектора, а на его место поступает холодный воздух. Таким образом, конвектор нагревает помещение, не используя для этого никаких дополнительных устройств для принудительной циркуляции воздуха. Нагрев абсолютно бесшумен и комфортен, не сушит воздух в помещении. По способу установки электрические конвекторы
    устанавливаются на поверхности пола с помощью ножек или крепятся на стену при помощи кронштейна.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Почему финские конвекторы?

    Электрические конвекторы Ensto произведены Финским электротехническим концерном ENSTO. Концерн Ensto специализируется на разработке, производстве и продаже электрических систем и комплектующих к ним. Концерн Ensto основан в 1958 году и в настоящее время имеет представительства и заводы в 18-ти странах Европы и Азии. Разработки Ensto в области электрического отопления — уникальное сочетание комфорта, гибкости, надежности, безопасности и энергоэффективности. Вам потребуются незначительные инвестиции для устройства систем отопления с помощью продукции Ensto. Прибавьте к этому простоту установки и отсутствие необходимости в обслуживании, а соответственно небольшие технические затраты. Вся продукция Ensto сертифицирована и соответствует требованиям нормативных документов, сертификат соответствия ГОСТ Р №РОСС FI.ME04.B01737, РФ, г.Москва. Срок гарантийного обслуживания конвекторов Ensto — 5 лет.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Какими бывают электрические конвекторы Ensto?

    «Электрические конвекторы Ensto серии Beta выпускаются с двумя типами термостатов – механическим или электронным.
    Также конвекторы Ensto различаются по размерам, отопительной мощности (от 250 до 2000 Вт), конструктивному исполнению (с механическим или электронным термостатом) и внешнему виду.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Как устроен электроконвектор?

    Электроконвектор состоит из:

    • Закрытый нагревательный элемент конвектора (ТЭН) не нагревается выше 75 гр. Цельсия и, соответственно, не выжигает кислород.
    • Алюминиевый радиатор конвектора, расположенный на ТЭНе, способствует, за счет большой поверхности, ускоренной теплоотдаче. Конструкция жалюзи создает направленную конвекцию воздуха, что также увеличивает КПД электрического конвектора ускоряя нагрев помещения на 20%.
    • Встроенный термостат (механический или электронный) конвектора (5-36 Цельсия) и датчик температуры входящего воздуха поддерживают заданную температуру в пределах 1 градуса Цельсия и экономят электроэнергию.
    • Обшивка электроконвектора выполнена из гальванизированной стали и не подвержена коррозии. В процессе эксплуатации электрический конвектор не утратит свой привлекательный внешний вид.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Где можно использовать электрические конвекторы Ensto?

    Электрические конвекторы (например Ensto) имеют класс защиты II — двойная изоляция и не требует заземления (степень защиты IP21 – возможность монтировать на расстоянии 0,6 м от прямого источника воды), имеют автоматическую защиту от перегрева (125°С), что позволяет использовать их в квартирах, на дачах и в офисах. Многообразие типоразмеров электроконвекторов мощностью от 250 до 2000 Вт позволяют выбрать систему обогрева для любых помещений.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Допустима ли установка конвектора Ensto в детской комнате или спальне?

    Средняя поверхностная температура передней панели электроконвектора Ensto ниже 70C, опасность ожога полностью исключена, поэтому конвектор может быть установлен в детской комнате. Конвекторы Ensto имеют автоматическую защиту от перегрева. Конструктивные особенности электрического конвектора с естественной конвекцией (отсутствие острых углов и шумов во время работы, защитная решетка) таковы, что есть возможность создать максимальный комфорт для детей и исключить детский бытовой травматизм.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Размеры электроконвекторов Ensto?
    Модель конвектора Размер конвектора
    длина (мм) высота (мм) толщина (мм)
    Beta 250 Вт 451 мм 389 мм 85 мм
    Beta 500 Вт 585 мм 389 мм 85 мм
    Beta 750 Вт 719 мм 389 мм 85 мм
    Beta 1000 Вт 853 мм 389 мм 85 мм
    Beta 1500 Вт 1121 мм 389 мм 85 мм
    Beta 2000 Вт 1523 мм 389 мм 85 мм

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Как правильно выбрать мощность электроконвектора?
    Модель конвектора Площадь отапливаемого помещения при теплопотерях
    низких 25 Вт/м? средних 35 Вт/м?
    Beta 250 Вт 4 м? 3 м?
    Beta 500 Вт 8 м? 6 м?
    Beta 750 Вт 12 м? 9 м?
    Beta 1000 Вт 16 м? 11 м?
    Beta 1500 Вт 24 м? 17 м?
    Beta 2000 Вт 32 м? 23 м?

    Если Вы не хотите самостоятельно производить расчеты, позвоните нам, и наши специалисты помогут:
    8 (495) 132-36-00

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Как быстро конвектор нагревает помещение?

    Теплый воздух начинает поступать менее, чем через 1 минуту после включения. При правильно подобранной мощности электрический конвектор нагревает помещение буквально за 20 минут. При этом электроконвектор оснащен терморегулятором и поддерживает заданную температуру, включаясь на небольшой промежуток времени и экономя электроэнергию и, соответственно, ваши деньги.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.
  • Как правильно ухаживать за конвекторами?

    Необходимо лишь регулярно удалять пыль внутри электроконвектора с помощью пылесоса и протирать его поверхность влажной тканью. Во избежание повреждения декоративной отделки электрического конвектора нельзя пользоваться абразивными средствами.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Срок гарантийного обслуживания конвекторов.

    Срок гарантийного обслуживания электрических конвекторов Ensto составляет — 5 лет, Thermor — 3 года.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Отличие (преимущества) электрического конвектора перед тепловентиляторами.

    Простота конструкции электрического конвектора и отсутствие узлов трения (как у вентиляторов) обеспечивает конвектору бесшумность и срок службы не менее 10 лет. Кроме того, электрический конвектор не создаёт значительных воздушных потоков и не способствует подъёму пыли. Основной минус тепловентиляторов в том, что они сильно сушат воздух, в отличие от электрических конвекторов (воздух естественным образом проходит через конвектор и, нагреваясь, выходит через верхние решетки).

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Отличие (преимущества) электрического конвектора перед масляными обогревателями.

    В масляных обогревателях сначала нагревается масло, потом оно начинает отдавать свое тепло окружающей среде. Обогрев происходит за счет теплопередачи, поэтому масляные обогреватели создают тепло непосредственно рядом с собой. В отличие от масляных обогревателей, электрические конвекторы Ensto нагревают воздух не только путем теплопередачи, но и за счет естественной конвекции, т. е. воздух, проходя через полую панель электроконвектора, расширяется при нагреве и потоком выходит через верхние жалюзи конвектора; итак, происходит циркуляция воздуха в помещении, вследствие чего оно равномерно прогревается.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.


    Конвектор – это оптимальный выбор, если Вам требуется современный, эффективный, безопасный и обогревательный прибор!
    Смотрите также статью:
    Часто Задаваемые Вопросы (FAQ) о Конвекторах

    Нужна консультация? Или Вы хотите приобрести конвектор с доставкой и установкой, звоните нашим операторам:
    8 (495) 132-36-00

    • Что такое конвектор? Какой конвектор выбрать.

  • Что такое конвектор?

    Конвекторы делятся на электрические конвекторы и газовые конвекторы. Далее мы будем говорить об электрических конвекторах. Газовые конвекторы нагреваются при сгорании газа в изолированной камере, они сложнее в установке и обслуживании. Немобильны и поэтому непопулярны. Конвертор электрический при меньшей производительности надежнее чем газовый конвертор, мобильнее и проще в установке.
    Эллектрический Конвектор — это прибор отопления, предназначенный для обогрева помещений, с использованием электроэнергии, основанный на принципе естественной конвекции, передающий в помещение до 95 % всего теплового потока. Передача тепла происходит посредством нагрева воздуха, проходящего через нагревательный элемент конвектора. Теплый воздух увеличивается в объеме и поступает в помещение через выходные решетки электроконвектора, а на его место поступает холодный воздух. Таким образом, конвектор нагревает помещение, не используя для этого никаких дополнительных устройств для принудительной циркуляции воздуха. Нагрев абсолютно бесшумен и комфортен, не сушит воздух в помещении. По способу установки электрические конвекторы устанавливаются на поверхности пола с помощью ножек или крепятся на стену при помощи кронштейна.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Почему финские конвекторы?

    Электрические конвекторы Ensto произведены Финским электротехническим концерном ENSTO. Концерн Ensto специализируется на разработке, производстве и продаже электрических систем и комплектующих к ним. Концерн Ensto основан в 1958 году и в настоящее время имеет представительства и заводы в 18-ти странах Европы и Азии. Разработки Ensto в области электрического отопления — уникальное сочетание комфорта, гибкости, надежности, безопасности и энергоэффективности. Вам потребуются незначительные инвестиции для устройства систем отопления с помощью продукции Ensto. Прибавьте к этому простоту установки и отсутствие необходимости в обслуживании, а соответственно небольшие технические затраты. Вся продукция Ensto сертифицирована и соответствует требованиям нормативных документов, сертификат соответствия ГОСТ Р №РОСС FI.ME04.B01737, РФ, г.Москва. Срок гарантийного обслуживания конвекторов Ensto — 5 лет.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Какими бывают электрические конвекторы Ensto?

    «Электрические конвекторы Ensto серии Beta выпускаются с двумя типами термостатов – механическим или электронным.
    Также конвекторы Ensto различаются по размерам, отопительной мощности (от 250 до 2000 Вт), конструктивному исполнению (с механическим или электронным термостатом) и внешнему виду.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Как устроен электроконвектор?

    Электроконвектор состоит из:

    • Закрытый нагревательный элемент конвектора (ТЭН) не нагревается выше 75 гр. Цельсия и, соответственно, не выжигает кислород.
    • Алюминиевый радиатор конвектора, расположенный на ТЭНе, способствует, за счет большой поверхности, ускоренной теплоотдаче. Конструкция жалюзи создает направленную конвекцию воздуха, что также увеличивает КПД электрического конвектора ускоряя нагрев помещения на 20%.
    • Встроенный термостат (механический или электронный) конвектора (5-36 Цельсия) и датчик температуры входящего воздуха поддерживают заданную температуру в пределах 1 градуса Цельсия и экономят электроэнергию.
    • Обшивка электроконвектора выполнена из гальванизированной стали и не подвержена коррозии. В процессе эксплуатации электрический конвектор не утратит свой привлекательный внешний вид.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Где можно использовать электрические конвекторы Ensto?

    Электрические конвекторы (например Ensto) имеют класс защиты II — двойная изоляция и не требует заземления (степень защиты IP21 – возможность монтировать на расстоянии 0,6 м от прямого источника воды), имеют автоматическую защиту от перегрева (125°С), что позволяет использовать их в квартирах, на дачах и в офисах. Многообразие типоразмеров электроконвекторов мощностью от 250 до 2000 Вт позволяют выбрать систему обогрева для любых помещений.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Допустима ли установка конвектора Ensto в детской комнате или спальне?

    Средняя поверхностная температура передней панели электроконвектора Ensto ниже 70C, опасность ожога полностью исключена, поэтому конвектор может быть установлен в детской комнате. Конвекторы Ensto имеют автоматическую защиту от перегрева. Конструктивные особенности электрического конвектора с естественной конвекцией (отсутствие острых углов и шумов во время работы, защитная решетка) таковы, что есть возможность создать максимальный комфорт для детей и исключить детский бытовой травматизм.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Размеры электроконвекторов Ensto?
    Модель конвектора Размер конвектора
    длина (мм) высота (мм) толщина (мм)
    Beta 250 Вт 451 мм 389 мм 85 мм
    Beta 500 Вт 585 мм 389 мм 85 мм
    Beta 750 Вт 719 мм 389 мм 85 мм
    Beta 1000 Вт 853 мм 389 мм 85 мм
    Beta 1500 Вт 1121 мм 389 мм 85 мм
    Beta 2000 Вт 1523 мм 389 мм 85 мм

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Как правильно выбрать мощность электроконвектора?
    Модель конвектора Площадь отапливаемого помещения при теплопотерях
    низких 25 Вт/м? средних 35 Вт/м?
    Beta 250 Вт 4 м? 3 м?
    Beta 500 Вт 8 м? 6 м?
    Beta 750 Вт 12 м? 9 м?
    Beta 1000 Вт 16 м? 11 м?
    Beta 1500 Вт 24 м? 17 м?
    Beta 2000 Вт 32 м? 23 м?

    Если Вы не хотите самостоятельно производить расчеты, позвоните нам, и наши специалисты помогут:
    8 (495) 132-36-00

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Как быстро конвектор нагревает помещение?

    Теплый воздух начинает поступать менее, чем через 1 минуту после включения. При правильно подобранной мощности электрический конвектор нагревает помещение буквально за 20 минут. При этом электроконвектор оснащен терморегулятором и поддерживает заданную температуру, включаясь на небольшой промежуток времени и экономя электроэнергию и, соответственно, ваши деньги.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.
  • Как правильно ухаживать за конвекторами?

    Необходимо лишь регулярно удалять пыль внутри электроконвектора с помощью пылесоса и протирать его поверхность влажной тканью. Во избежание повреждения декоративной отделки электрического конвектора нельзя пользоваться абразивными средствами.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Срок гарантийного обслуживания конвекторов.

    Срок гарантийного обслуживания электрических конвекторов Ensto составляет — 5 лет, Thermor — 3 года.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Отличие (преимущества) электрического конвектора перед тепловентиляторами.

    Простота конструкции электрического конвектора и отсутствие узлов трения (как у вентиляторов) обеспечивает конвектору бесшумность и срок службы не менее 10 лет. Кроме того, электрический конвектор не создаёт значительных воздушных потоков и не способствует подъёму пыли. Основной минус тепловентиляторов в том, что они сильно сушат воздух, в отличие от электрических конвекторов (воздух естественным образом проходит через конвектор и, нагреваясь, выходит через верхние решетки).

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Отличие (преимущества) электрического конвектора перед масляными обогревателями.

    В масляных обогревателях сначала нагревается масло, потом оно начинает отдавать свое тепло окружающей среде. Обогрев происходит за счет теплопередачи, поэтому масляные обогреватели создают тепло непосредственно рядом с собой. В отличие от масляных обогревателей, электрические конвекторы Ensto нагревают воздух не только путем теплопередачи, но и за счет естественной конвекции, т. е. воздух, проходя через полую панель электроконвектора, расширяется при нагреве и потоком выходит через верхние жалюзи конвектора; итак, происходит циркуляция воздуха в помещении, вследствие чего оно равномерно прогревается.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.


    Конвектор – это оптимальный выбор, если Вам требуется современный, эффективный, безопасный и обогревательный прибор!
    Смотрите также статью:
    Часто Задаваемые Вопросы (FAQ) о Конвекторах

    Нужна консультация? Или Вы хотите приобрести конвектор с доставкой и установкой, звоните нашим операторам:
    8 (495) 132-36-00

    • Что такое конвектор? Какой конвектор выбрать.

  • Что такое конвектор?

    Конвекторы делятся на электрические конвекторы и газовые конвекторы. Далее мы будем говорить об электрических конвекторах. Газовые конвекторы нагреваются при сгорании газа в изолированной камере, они сложнее в установке и обслуживании. Немобильны и поэтому непопулярны. Конвертор электрический при меньшей производительности надежнее чем газовый конвертор, мобильнее и проще в установке.
    Эллектрический Конвектор — это прибор отопления, предназначенный для обогрева помещений, с использованием электроэнергии, основанный на принципе естественной конвекции, передающий в помещение до 95 % всего теплового потока. Передача тепла происходит посредством нагрева воздуха, проходящего через нагревательный элемент конвектора. Теплый воздух увеличивается в объеме и поступает в помещение через выходные решетки электроконвектора, а на его место поступает холодный воздух. Таким образом, конвектор нагревает помещение, не используя для этого никаких дополнительных устройств для принудительной циркуляции воздуха. Нагрев абсолютно бесшумен и комфортен, не сушит воздух в помещении. По способу установки электрические конвекторы устанавливаются на поверхности пола с помощью ножек или крепятся на стену при помощи кронштейна.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Почему финские конвекторы?

    Электрические конвекторы Ensto произведены Финским электротехническим концерном ENSTO. Концерн Ensto специализируется на разработке, производстве и продаже электрических систем и комплектующих к ним. Концерн Ensto основан в 1958 году и в настоящее время имеет представительства и заводы в 18-ти странах Европы и Азии. Разработки Ensto в области электрического отопления — уникальное сочетание комфорта, гибкости, надежности, безопасности и энергоэффективности. Вам потребуются незначительные инвестиции для устройства систем отопления с помощью продукции Ensto. Прибавьте к этому простоту установки и отсутствие необходимости в обслуживании, а соответственно небольшие технические затраты. Вся продукция Ensto сертифицирована и соответствует требованиям нормативных документов, сертификат соответствия ГОСТ Р №РОСС FI.ME04.B01737, РФ, г.Москва. Срок гарантийного обслуживания конвекторов Ensto — 5 лет.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Какими бывают электрические конвекторы Ensto?

    «Электрические конвекторы Ensto серии Beta выпускаются с двумя типами термостатов – механическим или электронным.
    Также конвекторы Ensto различаются по размерам, отопительной мощности (от 250 до 2000 Вт), конструктивному исполнению (с механическим или электронным термостатом) и внешнему виду.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Как устроен электроконвектор?

    Электроконвектор состоит из:

    • Закрытый нагревательный элемент конвектора (ТЭН) не нагревается выше 75 гр. Цельсия и, соответственно, не выжигает кислород.
    • Алюминиевый радиатор конвектора, расположенный на ТЭНе, способствует, за счет большой поверхности, ускоренной теплоотдаче. Конструкция жалюзи создает направленную конвекцию воздуха, что также увеличивает КПД электрического конвектора ускоряя нагрев помещения на 20%.
    • Встроенный термостат (механический или электронный) конвектора (5-36 Цельсия) и датчик температуры входящего воздуха поддерживают заданную температуру в пределах 1 градуса Цельсия и экономят электроэнергию.
    • Обшивка электроконвектора выполнена из гальванизированной стали и не подвержена коррозии. В процессе эксплуатации электрический конвектор не утратит свой привлекательный внешний вид.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Где можно использовать электрические конвекторы Ensto?

    Электрические конвекторы (например Ensto) имеют класс защиты II — двойная изоляция и не требует заземления (степень защиты IP21 – возможность монтировать на расстоянии 0,6 м от прямого источника воды), имеют автоматическую защиту от перегрева (125°С), что позволяет использовать их в квартирах, на дачах и в офисах. Многообразие типоразмеров электроконвекторов мощностью от 250 до 2000 Вт позволяют выбрать систему обогрева для любых помещений.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Допустима ли установка конвектора Ensto в детской комнате или спальне?

    Средняя поверхностная температура передней панели электроконвектора Ensto ниже 70C, опасность ожога полностью исключена, поэтому конвектор может быть установлен в детской комнате. Конвекторы Ensto имеют автоматическую защиту от перегрева. Конструктивные особенности электрического конвектора с естественной конвекцией (отсутствие острых углов и шумов во время работы, защитная решетка) таковы, что есть возможность создать максимальный комфорт для детей и исключить детский бытовой травматизм.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Размеры электроконвекторов Ensto?
    Модель конвектора Размер конвектора
    длина (мм) высота (мм) толщина (мм)
    Beta 250 Вт 451 мм 389 мм 85 мм
    Beta 500 Вт 585 мм 389 мм 85 мм
    Beta 750 Вт 719 мм 389 мм 85 мм
    Beta 1000 Вт 853 мм 389 мм 85 мм
    Beta 1500 Вт 1121 мм 389 мм 85 мм
    Beta 2000 Вт 1523 мм 389 мм 85 мм

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Как правильно выбрать мощность электроконвектора?
    Модель конвектора Площадь отапливаемого помещения при теплопотерях
    низких 25 Вт/м? средних 35 Вт/м?
    Beta 250 Вт 4 м? 3 м?
    Beta 500 Вт 8 м? 6 м?
    Beta 750 Вт 12 м? 9 м?
    Beta 1000 Вт 16 м? 11 м?
    Beta 1500 Вт 24 м? 17 м?
    Beta 2000 Вт 32 м? 23 м?

    Если Вы не хотите самостоятельно производить расчеты, позвоните нам, и наши специалисты помогут:
    8 (495) 132-36-00

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Как быстро конвектор нагревает помещение?

    Теплый воздух начинает поступать менее, чем через 1 минуту после включения. При правильно подобранной мощности электрический конвектор нагревает помещение буквально за 20 минут. При этом электроконвектор оснащен терморегулятором и поддерживает заданную температуру, включаясь на небольшой промежуток времени и экономя электроэнергию и, соответственно, ваши деньги.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.
  • Как правильно ухаживать за конвекторами?

    Необходимо лишь регулярно удалять пыль внутри электроконвектора с помощью пылесоса и протирать его поверхность влажной тканью. Во избежание повреждения декоративной отделки электрического конвектора нельзя пользоваться абразивными средствами.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Срок гарантийного обслуживания конвекторов.

    Срок гарантийного обслуживания электрических конвекторов Ensto составляет — 5 лет, Thermor — 3 года.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Отличие (преимущества) электрического конвектора перед тепловентиляторами.

    Простота конструкции электрического конвектора и отсутствие узлов трения (как у вентиляторов) обеспечивает конвектору бесшумность и срок службы не менее 10 лет. Кроме того, электрический конвектор не создаёт значительных воздушных потоков и не способствует подъёму пыли. Основной минус тепловентиляторов в том, что они сильно сушат воздух, в отличие от электрических конвекторов (воздух естественным образом проходит через конвектор и, нагреваясь, выходит через верхние решетки).

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.

  • Отличие (преимущества) электрического конвектора перед масляными обогревателями.

    В масляных обогревателях сначала нагревается масло, потом оно начинает отдавать свое тепло окружающей среде. Обогрев происходит за счет теплопередачи, поэтому масляные обогреватели создают тепло непосредственно рядом с собой. В отличие от масляных обогревателей, электрические конвекторы Ensto нагревают воздух не только путем теплопередачи, но и за счет естественной конвекции, т. е. воздух, проходя через полую панель электроконвектора, расширяется при нагреве и потоком выходит через верхние жалюзи конвектора; итак, происходит циркуляция воздуха в помещении, вследствие чего оно равномерно прогревается.

    Обратно к списку вопросов.

    Перейти в категорию Конвекторы.


    Конвектор – это оптимальный выбор, если Вам требуется современный, эффективный, безопасный и обогревательный прибор!
    Смотрите также статью:
    Часто Задаваемые Вопросы (FAQ) о Конвекторах

    Нужна консультация? Или Вы хотите приобрести конвектор с доставкой и установкой, звоните нашим операторам:
    8 (495) 132-36-00

    • В чем заключаются преимущества конвекторов?

    Конвекция — это основной способ передачи тепла для обогрева помещений. Даже в том случае, если отопительный прибор отдает основную долю тепловой энергии в виде излучения, повышение температуры воздуха в помещении происходит за счет вторичной конвекции (от нагретых поверхностей окружающих предметов). 

    Типы конвекторов

    Водяные конвекторы — это часть системы отопления, в которую входит котел и его обвязка. Такое сложное устройство требует значительных капитальных вложений, большого объема монтажных работ и возможности использования дешевых энергоносителей — природного газа или твердого топлива. Сжиженный газ или жидкое топливо стоят дорого и нуждаются еще и в системе хранения (со своей автоматикой и коммуникациями).

    Газовые конвекторы не имеют такой сложной системы коммуникаций, как системы отопления на основе котла, но для них нужен газ. Кроме того, они должны стоять в каждом помещении, следовательно, надо подвести газовую трубу (или предусмотреть место для баллона с сжиженным газом) и обеспечить отвод продуктов горения. А если учесть ограничения по технике безопасности, то понятно почему они не нашли широкого применения.

    Электрические конвекторы, благодаря своим достоинствам, являются самыми популярными отопительными приборами на сегодняшний день.

    Достоинства электрических конвекторов

    • Установка электрического конвектора не требует проведения сложных строительных работ. Достаточно, чтобы недалеко стояла розетка, способная выдержать нагрузку до 2.5 кВт (максимальная мощность, которая бывает у одного устройства).
    • Большинство моделей имеют два варианта установки: на полу и на стене (даже если в комплект поставки не входят ножки или кронштейны, их можно купить отдельно). При необходимости конвектор можно легко переместить в другое помещение или зону, а во время «межсезонья» убрать в кладовую.
    • Как дополнительный обогреватель, конвектор быстро поднимает температуру воздуха в помещении. 
    • Как основной источник при отоплении небольших сооружений (бытовок, постов охраны, торговых павильонов и т.п.) — у него просто нет альтернативы. А для дач или садовых домиков, которые в осенне-зимний период посещаются только в выходные дни, электрический конвектор — это оптимальный вариант.
    • Он не шумит и не разносит пыль, как тепловой вентилятор. 
    • Не сушит воздух, как электрические обогреватели с открытой спиралью. 
    • Меньше весит и более компактный, чем масляный радиатор.
    • Температура корпуса не превышает 60°C.

    Кроме вышеперечисленных «общих» достоинств, у таких авторитетных производителей как Nobo есть дополнительные преимущества:

    • точная регулировка температур при помощи электронных термостатов;
    • возможность использования одного термостата на группу конвекторов;
    • программирование режимов;
    • дистанционное управление, в том числе с удаленного терминала;
    • подключение к системе «умный дом».

    Использование «интеллектуальных» систем управления позволяет экономить до 25% электроэнергии. Все вышеперечисленное делает систему отопления из электрических конвекторов достаточно эффективной и экономичной с точки зрения стоимости эксплуатации.

    Каталог конвекторов


    Тепловая пушка или конвектор: что лучше выбрать?

    При покупке обогревателя для дома потребитель часто теряется в выборе:модельный ряд обогревательной техники довольно обширен. Эти недорогие устройства всегда помогут справиться с холодом в неотапливаемом помещении или сделать температуру более комфортной в слабо нагретом пространстве. На рынке представлены различные по принципу обогрева приборы. Попытаемся сравнить два вида устройств и разобраться, что лучше купить в каждом конкретном случае: конвектор или тепловую пушку?

    Устройство и особенности работы конвектора

    Модельный ряд современных конвекторов подразделяется на:

    • компактные настенные модели;
    • габаритные напольные;
    • стационарные, встраиваемые в пол;
    • комбинированные.

    При своей небольшой стоимости, конвекторы могут за непродолжительный отрезок времени достаточно хорошо нагреть воздух в помещении, установив в нём приятный микроклимат. Они могут работать на нагрев практически постоянно, поддерживая стабильную температуру в загородной усадьбе или дачном домике.

    Суть работы конвектора состоит в нагреве воздушных масс благодаря процессу естественно конвенции. Проникает холодный воздух в аппарат через нижнюю решётку. Потом поток воздуха проходит через нагревательный элемент, подогревается, и тёплый воздух естественным путём выходит через решётку, расположенную в верхней части изделия. Далее нагретый воздух равномерно распределяется по всему помещению.

    Эффективность работы конвектора создаётся благодаря попаданию воздуха на нагревательное звено путём естественного хода воздушного потока, без придания ускорения посредством лопастей вентилятора. Так как холодный и тёплый воздух имеют разную плотность, то эта разница и создаёт результативную тягу в конвекторе.

    Преимущества и недостатки конвекторов

    Конвекторные модели обладают рядом неоспоримых достоинств:

    • отсутствие сжигания кислорода;
    • надёжная и безотказная работа на протяжении длительного времени;
    • короткий промежуток времени, необходимый для прогрева воздуха;
    • несколько способов монтажа аппаратуры;
    • оснащение регулируемыми термостатами, позволяющими плавно устанавливать нужную температуру в комнате;
    • вариант сетевого подключения нескольких изделий;
    • маленькие габаритные размеры;
    • высокая степень эксплуатационной безопасности;
    • небольшая стоимость.

    Основным неудобством обогревателей конвекторного типа считается низкая скорость подогрева воздуха до заданных параметров. Это объясняется небольшими возможностями явления естественной конвенции. Зато конвектор настраивается на конкретную температуру с градуировкой 0,1°С. Когда устройство выходит на заданную температуру, конвектор отключается или снижает температуру, значительно уменьшая расход электроэнергии

    Применение конвектора

    Чаще всего конвекторы применяются для обогрева ванных помещений. Не забывайте, что для ванной комнаты, как с помещением с повышенной влажностью прибор должен быть промаркирован классом влагозащиты IP24, также уровень класса защиты по электропробою должен быть не менее второго.

    Нагревать корпус оборудования нет необходимости, поэтому на подогрев воздушного потока уходят считанные секунды. Корпус не нагревается до экстремальных температур, ну а стена, на которой он укреплён, прогревается максимум до 45°С. Значит, этот тип обогревателя можно укреплять даже на деревянные панели.

    Чем ниже установлен конвертер, тем больше его теплоотдача. В частных домах с так называемыми французскими стеклянными стенами он стандартно монтируется в пол. Способность устройства отсекать сквозняки делает его идеальным обогревателем для жилых комнат.

    Конвектор вмонтирован в пол

    Наилучший практический результат показывают приборы с номинальной мощностью от 0,25 до 3,0 кВт. При этом надо внимательно отнестись к такому параметру, как температура нагрева корпуса. В комнату для самых маленьких подходят обогреватели с температурой корпуса до 50°С.

    Часто устройства такого типа находят применение в системном отоплении загородных домов. В каждой комнате монтируется один прибор, общий кабель соединяет их в единую систему и электронный процессор в программаторе устанавливает временной режим работы. Немного перемонтировав систему, можно добиться, что бы каждый блок работал в индивидуальном режиме. Конвекторы вполне могут предохранять загородный дом от промерзания, устанавливая в автоматическом режиме температуру 5-10°С.

    Если не по душе наличие кабеля в доме, на помощь придёт система радиоуправления с центральной базой.

    Упрощённый расчёт мощности для конвекторного обогрева — 1кВт на 10 квадратных метров (при высоте комнаты не более 3-х метров). При покупке конвекторов следует обращать внимание на модели производителей с устоявшейся репутацией на рынке, например, Electrolux, Polaris, Noirot, ADAX.

    Устройство и особенности работы тепловых пушек

    Тепловые пушки могут осуществлять свою работу, используя в качестве топлива газ или солярку. Такой подход может принести немалую экономию при обогреве, скажем, гаража. Но так как у нас идёт сравнение с конвертером, то будем рассматривать тепловые пушки, запитанные от электросети. В качестве нагревательного элемента у них может выступать:

    В основании тепловой пушки стоит достаточно мощный вентилятор, его задача — перемещать тёплый воздух с большой скоростью. Номинальная мощность такого оборудования начинается от 1 кВт и может достигать и 20 кВт. Эти приборы достаточно мощные и отличаются высокой производительностью.

    Устройство тепловой пушки

    От материалов, применяемых в нагревательном элементе, зависит эффективность работы прибора в целом. Так, если применяется керамика, то теплоотдача минимум в пять раз больше, чем у любого тепловентилятора или конвектора. А потребление электроэнергии при использовании керамических нагревательных элементов намного меньше, чем у нихромовых спиралей.

    Преимущества и недостатки тепловых пушек

    Главное преимущество этих аппаратов — их высокая прочность и длительный срок работы. Они могут находиться в эксплуатации неделями. Как правило, их металлический корпус выполнен крайне надёжно и исключает любые механические неисправности. Кроме того, тепловые пушки являются переносными аппаратами и очень неприхотливы в обслуживании. Эти качества сделали популярными их применение в самых различных сферах.

    Режим работы вентилятора без нагрева существенно увеличивает ресурс эксплуатации аппарата.

    Но тепловая пушка выбрасывает в пространство тёплый воздух только во время своей работы. Если приостановить работу устройства, то температура в помещении начнёт неуклонно уменьшаться. Поэтому для постоянного поддержания комфортной температуры потребуется значительный расход электроэнергии.

    Где применяют тепловые пушки

    Тепловые пушки превосходят по мощности все остальные нагревательные приборы любого типа. Применяя тепловую пушку, возможно за очень короткий промежуток времени эффективно нагреть помещение, где она расположена. Это наиболее благоприятный вариант для больших площадок. Так на практике обогревают строящиеся помещения, производственные площади, ремонтные пространства, теплицы.

    При работе тепловой пушки возникает значительный шумовой эффект, больший, чем при работе остальных обогревателей.

    Расчёт необходимой мощности тепловой пушки весьма прост — 3кВт электроэнергии на 100 метров кубических, но помещение должно иметь хотя бы элементарное утепление. Обширный ряд моделей даёт возможность использовать их не только в промышленных, но и в бытовых помещениях. Наиболее эффективно и надёжно показали себя в эксплуатации устройства следующих фирм: Ballu, Dantex, Master.

    Подведем итоги

    Выбор обогревателя напрямую зависит от функциональных особенностей эксплуатируемого помещения. Для обогрева жилых комнат, детских помещений, загородных дач, лучше использовать конвекторы, они работают тихо и безопасно, можно надолго оставлять включёнными.

    Если на дачу попадаете только в выходные дни и надо быстро подогреть помещение — тепловая пушка незаменимый и надёжный помощник. Также тепловые пушки очень удобно применять при строительных и ремонтных работах, не только для обогрева, а, например, если необходимо быстро просушить стенку. Ну а для складских помещений и гаражей — это вещь первой необходимости.

    ТЕПЛОВАЯ КОНВЕКЦИЯ

    Цели: Эксперимент с тепловой конвекцией. Проиллюстрируйте, как тепловая энергия (тепло) может вызывать движение (поток) в жидкости. Тепловая конвекция в этой модели равна аналогично конвекции, предполагаемой для мантии Земли. Конвекция может производить горизонтальный поток, который может вызывать (или имеет отношение к) движения пластин. Изучите вязкость жидкости и продемонстрируйте, что земная мантию можно рассматривать как твердое тело для кратковременных процессов (таких как распространение сейсмических волн), и как очень вязкая жидкость в течение длительного времени процессы (такие как мантийная конвекция и тектонические движения плит).

    Материалы:

    1 стеклянная форма для хлеба (1,5 литра; 2 литра, 20×20 см или 8×8 дюймов) стеклянную посуду можно заменить, если использовать две банки Sterno или 3 маленькие свечи из-за лишней ширины контейнера)

    2 Керамика кофейные чашки

    1 маленькая банка Стерно или 2 маленькие свечи

    масло растительное (около 800-1000 мл)

    10 мл (~ 2 чайных ложек) тимьян

    ложка

    совпадений

    метрическая линейка

    секундомер

    воронка (к масло слить обратно в емкость)

    3 куска тонких (около 2 мм или Толщиной 1/16 дюйма) пробкового дерева, каждая 4×10 см

    Для вязкости эксперимент:

    Каро светлый кукурузный сироп (около 60 мл)

    Противень для печенья

    Алюминиевая фольга

    3 малых емкости, такие как мерные стаканы 1/8 стакана

    Глупая замазка

    1 тефлон противень с покрытием или противень

    Эксперименты по термической конвекции: Mix растительное масло и тимьян (специя) в буханке.Тщательно перемешайте, чтобы распределить хлопья тимьян. Устройте буханку и другое материалы, как показано на рисунке 1. (Поскольку вязкости масла и плотности хлопьев тимьяна, кусочков тимьяна примерно нейтрально плавучие. Если тимьян долго не перемешивать, тимьян не станет равномерно распределенные в объеме масла некоторые части тимьяна будут иметь тенденцию плавать а некоторые склонны тонуть. Однако тимьян остается распределенным в течение достаточного периода времени для выполнения эксперимент.Если тимьян становится значительно разделены, просто перемешайте, чтобы тщательно перемешать, дайте смеси постоять без нагрева, пока хлопья тимьяна не перестанут двигаться, и начинаем эксперимент снова добавив тепла.)

    1. Обратите внимание на масло и специи. смесь. Без тепла (энергии) добавленные в систему, движение жидкости должно быть незначительным или отсутствовать. Хлопья тимьяна потекут вместе с жидкость, показывающая направление и скорость любого потока жидкости.

    2. Зажгите банку Sterno и дайте жидкости нагреться. на пару минут. (Если вы это сделаете не хотите использовать Sterno в качестве источника тепла, вы можете использовать две маленькие свечи (Рисунок 2) или кофейная чашка с электронагревателем на одну чашку для нагрева воды в чашке и нагрейте дно формы для хлеба.) Когда масло нагреется и начнет течь, наблюдайте модель потока жидкости (циркуляции), отмечая расположение отдельных хлопья тимьяна с течением времени (Рисунок 3). Обязательно посмотрите модель несколько раз во время эксперимента как сверху тарелки, так и сбоку от тарелки. Нарисуйте эскиз тиража (копии Рисунок 4 можно использовать в качестве базовой диаграммы для построения наброска потока с помощью стрелки). Примерно ли шаблон симметрично с двух сторон отапливаемой площади? Где вы наблюдаете восходящий поток? Где вы видите нисходящий поток? Где вы наблюдаете горизонтальный поток?

    Обратите внимание, что поток определяет конвекционная ячейка (фактически две ячейки), в которой восходящий поток над пламенем (вызвано нагреванием жидкости, которое вызывает расширение и уменьшение плотность) вызывает горизонтальный поток у поверхности жидкости.Охлаждение жидкости у концов емкость увеличивает плотность жидкости и производит опускание и возврат горизонтальный поток к центру контейнера, завершая тем самым «круговорот» течения жидкости в конвекционной ячейке. Обратите внимание, что тепло добавлено к нижней части контейнер выносится на поверхность и распределяется в основном за счет движения нагретая жидкость (конвекционный ток), а не за счет теплопроводности. Этот тип движения энергии называется тепловая конвекция, потому что добавленное тепло вызывает поток жидкости (циркуляция конвекция) за счет снижения плотности жидкости.Разница в температуре между Приповерхностная область масла, измеренная над источником тепла и около его концов буханки (вдали от жары) будет около 2-3C и может наблюдаться с помощью чувствительного термометра. (Это нет необходимости нагревать масло в течение длительного времени или до высокой температуры, чтобы вызвать конвекцию. Конвекция начнется вскоре после того, как дно формы для хлеба нагревается. Время нагрева будет несколько больше с помощью свечей.)

    3. Измерьте горизонтальное скорость конвективного потока у поверхности жидкости путем размещения метрическая линейка на верхней части емкости (ориентирована по длинному направлению блюдо для хлеба). Глядя на конвектируя жидкость и наблюдая за отдельными хлопьями тимьяна, измерьте расстояние, на которое одна чешуйка перемещается за период времени, например, 10 или 20 секунд или более. (Можно также выполнить это измерение при просмотре со стороны тарелки.) Разделите расстояние (в см) на время до определить скорость в см / с (обычно меньше, чем примерно 1 см / с). Измерьте скорость и направление движение в нескольких местах для приповерхностного потока жидкости. Все ли измерения приблизительно равны тем же? Где скорости? самый большой? Где они самый маленький? Что могло объяснить эти вариации скорости? Являются ли направления потока «в сторону» от обогреваемой центральной области контейнер? Какие эффекты или характеристики модели могут вызвать изменчивость скоростей?

    4.Поместите тонкие кусочки бальзовое дерево на поверхности жидкости, как показано на рисунке 5. Наблюдайте за движением кусков дерева. (представляющие относительно жесткие части плит, таких как большинство континентальных регионов) с течением времени. Вы должны увидеть тарелку разделение или дивергенция (аналогично континентальному рифтингу и последующему морскому дно океанической литосферы вдоль срединно-океанических хребтов) на центр контейнера, где значительный восходящий поток жидкости вызван обогрев.(Из-за поверхностного натяжения два куска дерева в центре буханки хлеба могут «слипаться». В этом случае используйте карандаш или другой инструмент, чтобы немного отделите древесину. Однажды поверхностное натяжение снижается, пластины будут двигаться вместе с подстилающей жидкостью поток.) ​​Кроме того, с течением времени, две плиты должны столкнуться аналогично столкновению континентов, которое часто сопровождает субдукцию, когда две плиты движутся навстречу друг другу (сходится).Используя метрическую линейку, как в Шаг 3, измерьте скорость одного из кусков дерева. Как эта скорость соотносится с жидкостью? скорости потока, которые были получены ранее?

    Конвекция в Земля: Тепловая конвекция предполагается, что он существует в больших масштабах по крайней мере в двух регионах в Земля. Жидкое внешнее ядро ​​и верхняя мантия, которая ведет себя как твердое тело для распространения сейсмических волн и как очень вязкая жидкость для длительных геологических процессов, включая конвекцию.Тепло, вызывающее конвекцию внутри Земля поступает из двух источников: тепло от аккреции и выделяется тепло. при радиоактивном распаде нестабильных изотопов. Хотя Земле около 4,5 миллиардов лет, некоторое количество тепла остается от аккреционного процесса во время его формирования, потому что фрагменты Земли материалы были нагреты до очень высоких температур в результате удара во время образования планета, а материалы Земли имеют относительно низкую теплопроводность, поэтому что значительное тепло было сохранено с ранних стадий Земли история.Более важный источник тепло, однако, является естественным, спонтанным радиоактивным распадом нестабильных изотопы элементов, которые распространены по всей Земле, особенно в кора и мантия. Эти радиоактивные элементы включают уран, торий и рубидий. Эти источники тепла вызывают повышение температуры Земли с глубина до температуры около 5000 ° C во внутреннем ядре.

    Земля внешнее ядро ​​в основном состоит из жидкого железа.Конвективное течение во внешнем ядре не приносит тепло только к границе ядро-мантия, где часть его передается в мантию, но также вызывает магнитное поле Земли за счет движений электропроводящий материал внутреннего сердечника. Температуры в верхней мантии достаточно высоки: 1200С, чтобы вызывают тепловую конвекцию высоковязких пород верхней мантии, хотя скорость потока, по-видимому, очень мала — порядка см / год. Мантийная конвекция в верхней мантии или была предложена вся мантия (рис. 6).Мантийный поток — вероятная причина образования плиты тектонические движения. Все еще значительные споры о деталях конвекции в мантии и связь конвекции с тектоникой плит. Например, есть свидетельства выявления субдуцированных плиты в верхней мантии Земли, литосферные плиты (субдуцированные плиты) иногда простираются (проникают) на глубины больше верхней мантии (ниже переходная зона мантии, включая разрыв 670 км, где сейсмические волны скорость быстро увеличивается с глубиной, указывая на изменения в составе или кристаллическая структура или «упаковка» мантийных минералов).Следовательно, мантийная конвекция не может быть такой простые, как модели конвекции верхней мантии или конвекции всей мантии, которые проиллюстрированы на рисунке 6. Аналогичным образом, точная связь мантийной конвекции с движениями плит в настоящее время не установлена. известный. Мантийная конвекция могла быть первопричина тектоники плит. В качестве альтернативы, мантийная конвекция могла быть более пассивной реакцией на движения плит. В любом случае кажется очевидным, что тепло внутри Земли является конечной движущей силой тектоники плит и мантии. конвекция.Для получения дополнительной информации о тектоника плит и мантийная конвекция, см. почти любой недавний вводный учебники по геологии для колледжей, такие как Press and Siever (1994), Lutgens and Тарбак (1999) или Скиннер и Портер (1999).

    Вязкость Эксперименты: ньютонов вязкость — это закон трения жидкостей. Вязкость определяется как напряжение сдвига, деленное на скорость сдвига. для жидкостей. Напряжение сдвига — это сила на единицу площади (в точке), направленная параллельно направлению сдвига или поток.Вязкость можно представить как сопротивление жидкости течению. Для Например, если жидкость (например, вода) течет легко, она имеет низкую вязкость; если оно не течет легко (например, патока, мед или тяжелое масло), имеет более высокую вязкость. Вязкость измеряется в единицы паскаль-секунды (Па-с), которые эквивалентны ньютон-секундам / м 2 .

    1. Чтобы проиллюстрировать значение напряжения сдвига. и вязкость и показать разную вязкость двух жидкостей, попробуйте следующий эксперимент.Поместите кусок бальзовое дерево на поверхности масла в буханке. Слегка надавите на дерево пальцем (чтобы создать трение между пальцем и деревом), а затем нажмите горизонтально (параллельно поверхности жидкости) на древесине. Обратите внимание, что для перемещения требуется очень небольшое усилие. кусок дерева. Вязкость жидкость низка, что эквивалентно малому напряжению сдвига (в определении ньютоновской вязкости, указанной выше) и большой скорости сдвига или поток.Также обратите внимание, что движение древесина по поверхности практически не влияет на остальную жидкость. Масло и тимьян в масле не поток (за исключением масла непосредственно под деревом или по бокам дерево, на которое воздействует поверхностное натяжение масла). Помимо иллюстрации низкой вязкости жидкости, этот эксперимент демонстрирует, что жидкости не способны поддержание или распространение сдвиговых напряжений (движение древесины и связанное с этим движение жидкости, прилегающей к древесине, не вызывает потока в оставшийся объем нефти) и, таким образом, не распространяют сейсмические поперечные волны, которые в твердых телах связаны с движением сдвига и касательными напряжениями.

    2. Далее сделайте кубик из кусочка глупого шпатлевка. Глупую замазку можно придумать как упругое тело для кратковременных нагрузок (если скатать его в шар, он будет отскакивать от пола, как резиновый мяч, если его уронить), и вязкая жидкость для более длительных процессов (обратите внимание также на сравнение вязкости иллюстрацию, описанную ниже). Поместите кубик глупой замазки на столе и положите кусок пробки сверху куб.Используя ту же процедуру, что и в в предыдущем эксперименте, слегка надавите на дерево (чуть выше глупой замазки куб) и нажмите горизонтально. Продолжать приложите силу в горизонтальном направлении. Через какое-то время (много секунд) течь в глупой замазке будет видимым, и куб будет искажен при разрезании. В этом эксперименте напряжение сдвига составляет больше (вам нужно сильнее надавить на глупую замазку в горизонтальном направлении, чтобы заставьте глупую замазку течь), а скорость сдвига намного ниже.Следовательно, согласно определению Ньютоновская вязкость (напряжение сдвига / скорость сдвига ), вязкость Глупая замазка намного выше масляной.

    3. Для исследования вязкости некоторых жидкостей. и продемонстрировать, что на вязкость жидкости также влияют дополнительные эффекты, такие как температура жидкости, попробуйте следующий эксперимент. Выстелите большой противень алюминиевой фольгой. и сделайте наклонную плоскость, положив одну сторону противня на керамические чашки, таким образом поднимая эту сторону примерно на 10 см.Проведите короткую горизонтальную линию на фольге рядом с верх наклонной плоскости и дополнительная линия около 10 см «спуск» с первой линии. Последовательно налейте на фольгу следующие жидкости (около 20 мл каждая). чуть выше первой линии: вода, Каро сироп, нагретый до 40С, Сироп Каро комнатной температуры (~ 20С), охлажденный сироп Каро (~ 5С). (Используйте 3 мерных стакана для сиропа; нагрейте сироп в одной емкости; охладить сироп в одной емкости; и используйте третий контейнер для воды комнатной температуры и комнатной температуры сироп.) Используя секундомер, отсчитайте время как долго жидкость протекает на 10 см от верхней линии к нижней линия (один эксперимент дал следующие времена: вода: 0,5 с; подогретый сироп: 2с; сироп комнатной температуры: 6 сек; охлажденный сироп: 24с). Подготовьте таблицу данных, показывающую жидкость, температура и время текучести, позволяющие легко сравнения и анализ результатов. Вязкость этих жидкостей примерно пропорциональна длине время потока (или обратно пропорционально скорости потока).Вода имеет самую низкую вязкость и охлажденный сироп Karo имеет самую высокую вязкость среди этих жидкостей. Отметим также, что вязкость Karo сироп сильно пострадал от температуры с более высокой температурой соответствует более низкой вязкости. В как правило, вязкость жидкости регулируется не только составом жидкости, но также давлением и температурой жидкости, а иногда и размер и продолжительность напряжения, вызывающего течение жидкости.

    Примеры вязкости для некоторых распространенных жидкостей и некоторых материалов Земли показаны на Таблица 1. Обратите внимание, что есть очень большой диапазон вязкости. Также; Обратите внимание, что вязкость мантии Земли очень велика. Породы мантии даже при высоком давлении и температуры, ведут себя примерно как твердые тела, за исключением длительных периодов времени или когда порода расплавляется (плавится, чтобы преобразовать твердое тело в жидкость), например, в магматические очаги.Магматические очаги были выявлены в горячей мантии под срединно-океаническими хребтами и в коре под вулканы. Мантийный поток (термический конвекция мантии) происходит с очень малой скоростью (скорость течения в несколько см / год). (Контрольный вопрос: насколько быстрее скорость потока овоща нефть в модельном эксперименте с термоконвекцией по сравнению с мантийным потоком скорости?) Наконец, поместите шар из глупая замазка на противне или противне с тефлоновым покрытием. Наклоните противень или противень, чтобы образовался крутой (уклон не менее 45 градусов) наклонная плоскость.Положите полоску изоленты (длиной около 10 см) рядом с глупой замазкой и приложите отметка на ленте, чтобы отметить положение «передней кромки» глупая замазка. Пусть посидят несколько дней. Проверьте положение нижнего край глупой замазки каждый день или два и размечаем положение. Глупая замазка будет медленно стекать по наклонная плоскость. Поток будет происходить быстрее если глупая шпатлевка находится в относительно теплом месте. Учтите, что глупая замазка гораздо более вязкая. чем вода или сироп, использованные в предыдущем эксперименте.

    Связанные Виды деятельности: Расследование Плотность драгоценных камней; Пластина-головоломка; Флип-книга по тектонике плит; Земля внутри Состав; Исследование тектоники плит с использованием моделей пены; Посмотреть видео «Внутри гавайских вулканов» (Смитсоновский институт), чтобы увидеть конвекционные течения. в лавовом озере и лавовом озере аналогии с тектоникой плит (разделение плит и дивергенция, трансформные разломы, столкновение плит и субдукция).

    Артикул:

    Этуотер, Т., Дрейф континентов и тектоника плит, видеокассета, 20 минут, 1988 г. заказ: отправьте чек на 15 долларов на имя «Регенты Калифорнийского университета», запросившие 1988 г. Видеозапись Continental Drift and Plate Tectonics: Rick Johnson, Instructional Consultation, Калифорнийский университет в Санта-Барбаре, Санта-Барбара, Калифорния 93106).

    Lutgens, Ф.К., Э.Дж. Tarbuck, Foundation of Earth Science , Prentice Hall, Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси, 454 стр., 1999 г. (Глава 5 о тектонике плит).

    Пресс, R., and R. Siever, Understanding Earth , (3 rd edition), W.H. Фриман, Нью-Йорк, 682 стр., 1994, (Глава 20 по тектонике плит).

    Симкина, Т., Дж.Д. Унгер, Р.И. Тиллинг, П.Р. Фогт, Х. Сполл, This Dynamic Planet A Мировая карта вулканов, землетрясений, ударных кратеров и тектоники плит, Смитсоновский институт и Геологическая служба США, карта масштаба 1: 30 000 000, 1994, (1-888-ASK-USGS; http://pubs.usgs.gov/pdf/planet.html).

    Скиннер, Б., С. Портер, Д. Боткин, Голубая планета: знакомство с Землей System Sci ence, (2 nd edition), J.Уайли, Нью-Йорк, 1999.

    .

    Смитсоновский институт Учреждение, Внутри Гавайских вулканов, видеокассета, 25 минут, 1989 г. (http://nmnhwww.si.edu/gvp/products/inv.htm).

    Таблица 1: Вязкость выбранных жидкостей и материалов

    Жидкость / Материал

    Температура ( C)

    Вязкость (Па-с;
    Паскаль-секунды =
    Ньютон-секунды / м 2 ) *

    Воздух

    20

    1.8 10 -5

    Вода

    20

    1,0 10 -3

    Мед

    20

    1,6

    Течет горячо лава
    (Гавайский вулкан)

    ~ 1150

    ~ 80

    Стекло

    ~ 20

    ~ 10 12

    Лед

    0

    ~ 10 12

    Каменная соль

    20

    ~ 10 14

    Мелкая мантия

    ~ 1000

    ~ 10 23 -10 24

    Астеносфера

    ~ 1300

    ~ 10 19 -10 20

    Глубокая мантия

    > 1500

    ~ 10 21 -10 22

    * Вязкость часто указывается в единицах Пуаз; 10 Пуаз = 1 Па-с.

    Рисунок 1. Расположение кофейных чашек, банки Sterno и буханки на столе. (вид сбоку) для эксперимента по тепловой конвекции. Короткими линиями обозначены хлопья тимьяна в масло. Стрелки показывают ожидаемые направления движения поток жидкости, определяющий конвективные ячейки после нагрева жидкости.

    Рисунок 2.Альтернативный сетап с использованием двух свечей вместо грудины для тепла.

    Рисунок 3. Фото масла крупным планом (вид сбоку). и тимьян в буханке хлеба. Тепло от свечи заставляют масло и тимьян подниматься в середине блюда (вверху пламя свечи), течь горизонтально (от центра) у поверхности масла, опустите около более холодных краев формы для выпечки хлеба и потеките горизонтально к центру вдоль дна блюда, завершая конвекцию клетки.

    Рис. 4. Схема экспериментальной установки для потока жидкости. Копии этого рисунка можно использовать для записи наблюдаемые направления потока жидкости (с помощью стрелок, нарисованных на диаграмме) в масло после конвекции начинается при добавлении тепла.

    Рисунок 5.Композиция из 3 кусков пробкового дерева на поверхность масла (вид сверху на блюдо), чтобы проиллюстрировать «тарелку» ходатайства «.


    Рисунок 6. Гипотетические поперечные сечения Земли, показывающие возможные закономерности конвекции. Верхняя диаграмма: схематическая диаграмма, показывающая конвекцию в верхняя мантия Земли.Ниже диаграмма: схематическая диаграмма, иллюстрирующая конвекция в мантии Земли, в которой конвекционная ячейка и связанный с ней поток действуют по всей мантии.

    Теплообмен

    Конвекция — это передача тепла за счет массового движения жидкости, такой как воздух или вода, когда нагретая жидкость перемещается от источника тепло, несущее с собой энергию. Возникает конвекция над горячей поверхностью потому что горячий воздух расширяется, становится менее плотным и поднимается вверх (см. Закон идеального газа).Горячая вода также менее плотная, чем холодная, и поднимается вверх, вызывая конвекционные токи, переносящие энергию.

    Конвекция также может приводить к циркуляции жидкости, как при нагревании кастрюли с водой над пламенем. Подогретая вода расширяется и становится более плавучей. Более холодная и более плотная вода у поверхности спускается вниз, и могут формироваться схемы циркуляции, хотя они не будут такими регулярными, как показано на рисунке.

    Конвекционные ячейки видны в нагретом кулинарном масле в кастрюле слева.Нагревание масла вызывает изменения показателя преломления масла, делая видимыми границы ячеек. Образуются паттерны циркуляции, и предположительно видимые стеноподобные структуры являются границами между паттернами циркуляции.

    Считается, что конвекция играет важную роль в транспортировке энергии от центра Солнца к поверхности и в перемещениях горячей магмы под поверхностью Земли. Видимая поверхность Солнца (фотосфера) имеет зернистый вид с типичным размером гранулы 1000 километров.Изображение справа взято с веб-сайта NASA Solar Physics и предоставлено Дж. Шармером и шведским вакуумным солнечным телескопом. Гранулы описываются как конвекционные ячейки, которые переносят тепло от внутренней части Солнца к поверхности.

    При обычной теплопередаче на Земле трудно количественно оценить эффекты конвекции, поскольку она по своей сути зависит от небольших неоднородностей в достаточно однородной среде. При моделировании таких вещей, как охлаждение человеческого тела, мы обычно просто объединяем его с проводимостью.

    		 Индекс

    Концепции теплопередачи

    Примеры теплопередачи

    Тепловая конвекция — обзор

    6.4.1 Решения для диффузии-конвекции

    Движение грунтовых вод влияет на теплопередачу, вызывая общую тепловую конвекцию (в некоторых текстах адвекция) , что важно для долговременного температурного отклика GHE (Павлов, Олесен, 2012). Хотя консервативный дизайн GSHP не может предполагать никакой выгоды от этого потока (Kavanaugh and Rafferty, 1997), тем не менее желательно оценить его влияние.Большинство аналитических моделей решают эту проблему диффузии-конвекции с помощью метода движущегося источника тепла, который впервые был предложен Ingersoll et al. (1954) и был дополнительно исследован или расширен Diao et al. (2004), Саттон и др. (2003), Молина-Хиральдо и др. (2011a), Chiasson and O’Connell (2011), Tye-Gingras and Gosselin (2014) и Zhang et al. (2015). Все эти модели теоретически идентичны друг другу, а модель Diao et al. (2004) приведена в Таблице 6.2.

    Теоретической основой применения метода движущегося источника тепла к проблеме диффузии-конвекции является их эквивалентность.Проблемы с движущимся источником тепла можно рассматривать либо как проблемы, в которых источники тепла движутся через неподвижную среду, либо как случаи, когда равномерно движущаяся среда протекает через неподвижные источники тепла (Carslaw and Jaeger, 1959; Eckert and Drake, 1987). Предположим, что x , y и z обозначают фиксированные координаты, а скорость движущейся среды U параллельна оси x . При решении задач о движущемся источнике тепла удобно определить систему координат, скажем ( ξ , η , ζ ), движущуюся вместе со средой.В подвижной системе координат теплопроводность в движущейся среде определяется соотношением

    [6.20] ∂T∂t = α (∂2T∂ξ2 + ∂2T∂η2 + ∂2T∂ς2)

    Поскольку соотношение между фиксированным и подвижные координаты: x = ξ + Ut , y = η и z = ζ , подставив эти соотношения в уравнение. [6.20] дает:

    [6.21] ∂T∂t + U∂T∂x = α (∂2T∂x2 + ∂2T∂y2 + ∂2T∂z2)

    Очевидно, что форма уравнения. [6.21] идентично основному уравнению диффузии-конвекции в пористом водоносном горизонте (Bear, 1972; Diao et al., 2004).

    Поток грунтовых вод может быть очень сложным: вертикальным, горизонтальным или и тем, и другим. Однако все решения с движущимся источником тепла используют Допущение 4 из Раздела 6.2.2. Следовательно, точность этих решений сильно зависит от того, насколько точно это предположение соответствует реальным условиям потока грунтовых вод. Дальнейшее расширение аналитических решений для рассмотрения более сложных потоков подземных вод крайне затруднительно. Движение грунтовых вод в пористом водоносном горизонте также может вызывать теплопередачу за счет теплового рассеивания (Bear, 1972).Некоторые авторы рассматривали влияние термической дисперсии с помощью концепции модифицированной теплопроводности (Molina-Giraldo et al., 2011b; Erol et al., 2015). Поскольку модифицированная теплопроводность обычно зависит от направления, решения источников тепла для анизотропной среды должны использоваться для разработки функции отклика (Li and Lai, 2012b; Molina-Giraldo et al., 2011b; Erol et al., 2015).

    Коэффициент конвективной теплопередачи — обзор

    Оцените температуру воздуха на выходе и эффективность коллектора, показанного на рисунке 3.30 для следующих характеристик коллектора:

    Ширина коллектора, Вт = 1,2 м.

    Длина коллектора, L = 4 м.

    Глубина воздушного канала, с = 15 мм.

    Полная инсоляция, G t = 890 Вт / м 2

    Температура окружающей среды, T a = 15 ° C = 288 K.

    Эффективное = 0,90.

    Коэффициент тепловых потерь, U L = 6.5 Вт / м 2 -К.

    Коэффициент излучения пластины поглотителя, ε p = 0,92.

    Коэффициент излучения задней пластины, ε b = 0,92.

    Массовый расход воздуха = 0,06 кг / с.

    Температура входящего воздуха, T i = 50 ° C = 323 K.

    Решение

    Здесь нам нужно начать с принятия значений для T p и T b .Для экономии времени подобраны правильные значения; но в реальной ситуации решение нужно искать путем итераций. Предполагаемые значения: T p = 340 K и T b = 334 K (они должны быть в пределах 10 K). По этим двум температурам можно определить среднюю температуру воздуха из

    4 (Tm, воздух) 3 = (Tp + Tb) (Tp2 + Tb2)

    , откуда

    Tm, воздух = (Tp + Tb) (Tp2 + Tb2) 43 = (340 + 334) (3402 + 3342) 43 = 337 K

    Коэффициент радиационной теплопередачи от поглотителя к задней пластине равен

    час, p-g2 = σ ( Tp + Tb) (Tp2 + Tb2) (1 / ɛp) + (1 / ɛb) -1 = (5.67 × 10-8) (340 + 334) (3402 + 3342) (1 / 0,92) + (1 / 0,92) -1 = 7,395 Вт / м2-К

    От T м , воздух , следующие свойства воздуха можно получить из Приложения 5:

    μ = 2,051 × 10-5 кг / м-ск = 0,029 Вт / м-Kcp = 1008 Дж / кг-K

    Из гидравлической механики гидравлический диаметр воздушный канал равен

    D = 4 (Площадь поперечного сечения потока, смоченный периметр) = 4 (Ws2W) = 2s = 2 × 0,015 = 0,03

    Число Рейнольдса равно

    Re = ρVDμ = m˙DAμ = 0.06 × 0,03 (1,2 × 0,015) × 2,051 × 10-5 = 4875,5

    Следовательно, поток является турбулентным, для которого применимо следующее уравнение: Nu = 0,0158 (Re) 0,8 . Поскольку Nu = ( h c D ) / k , коэффициент конвективной теплопередачи определяется как

    hc, pa = hc, ba = (kD) 0,0158 (Re) 0,8 = (0,0290,03) 0,0158 (4875,5) 0,8 = 13,625 Вт / м2-К

    Из уравнения. (3,69),

    h = hc, p-a + 1 (1 / hc, ba) + (1 / hr, pb) = 13,625 + 1 (1 / 13,625) + (1 / 7,395) = 18,4 Вт / м2-К

    Из уравнения.(3,72),

    F ′ = hh + UL = 18,418,4 + 6,5 = 0,739

    Поглощенное солнечное излучение составляет

    S = Gt (τα) = 890 × 0,9 = 801 Вт / м2

    Из уравнения. (3,74),

    To = Ti + 1UL [S-UL (Ti-Ta)] [1-exp (-AcULF′m˙cp)] = 323+ (16,5) [801-6,5 (323-288)] [1-exp (- (1,2 × 4) × 6,5 × 0,7390,06 × 1007)] = 351 K

    Следовательно, средняя температура воздуха составляет ½ (351 + 323) = 337 K, что соответствует значению предполагалось раньше. Если есть разница в двух средних значениях, требуется итерация. Для такого рода задач требуется всего одна итерация, чтобы найти правильное решение с использованием предполагаемых значений, которые дают новую среднюю температуру.

    Из уравнения. (3,58),

    FR = m˙cpAcUL {1-exp [-ULF’Acm˙cp]} = 0,06 × 1008 (1,2 × 4) × 6,5 {1-exp [-6,5 × 0,739 × (1,2 × 4) 0,06 × 1008]} = 0,614

    Из уравнения. (3,76),

    Qu = AcFR [S-UL (Ti-Ta)] = (1,2 × 4) × 0,614 [801-6,5 (323-288)] = 1690 Вт

    Наконец, эффективность коллектора составляет

    η = QuAcGt = 1690 (1,2 × 4) × 890 = 0,396

    Конвективная теплопередача

    Тепловая энергия, передаваемая между поверхностью и движущейся жидкостью с разными температурами, известна как конвекция .

    На самом деле это комбинация диффузии и объемного движения молекул. Вблизи поверхности скорость жидкости мала, и преобладает диффузия. На расстоянии от поверхности объемное движение усиливает влияние и преобладает.

    Конвективная теплопередача может быть

    • принудительной или вспомогательной конвекцией
    • естественной или свободной конвекцией

    принудительной или вспомогательной конвекцией

    принудительной конвекцией, когда поток жидкости индуцируется потоком жидкости внешняя сила, такая как насос, вентилятор или смеситель.

    Естественная или свободная конвекция

    Естественная конвекция вызывается силами плавучести из-за разницы плотности, вызванной колебаниями температуры в жидкости. При нагревании изменение плотности в пограничном слое приведет к тому, что жидкость поднимется и будет заменена более холодной жидкостью, которая также будет нагреваться и подниматься. Это продолжающееся явление называется свободной или естественной конвекцией.

    Процессы кипения или конденсации также называют конвективными процессами теплопередачи.

    • Теплопередача на единицу поверхности за счет конвекции была впервые описана Ньютоном, и это соотношение известно как закон охлаждения Ньютона .

    Уравнение конвекции может быть выражено как:

    q = h c A dT (1)

    где

    q = теплопередача за единицу времени (Вт, БТЕ / ч)

    A = площадь теплообмена поверхности (м 2 , фут 2 )

    ч c = коэффициент конвективной теплопередачи процесса ( Вт / (м 2o C, Btu / (фут 2 h o F) )

    dT = разница температур между поверхностью и основной жидкостью ( o C, F)

    Коэффициенты теплопередачи — единицы

    Коэффициенты конвективной теплопередачи

    Коэффициенты конвективной теплопередачи — h c — в зависимости от t тип среды, будь то газ или жидкость, и свойства потока, такие как скорость, вязкость и другие свойства, зависящие от потока и температуры.

    Типичные коэффициенты конвективной теплопередачи для некоторых распространенных применений потока жидкости:

    • Свободная конвекция — воздух, газы и сухие пары: 0,5 — 1000 (Вт / (м 2 K))
    • Свободная конвекция — вода и жидкости: 50 — 3000 (Вт / (м 2 K))
    • Принудительная конвекция — воздух, газы и сухие пары: 10 — 1000 (Вт / (м 2 K))
    • Принудительная конвекция — вода и жидкости: 50 — 10000 (Вт / (м 2 K))
    • Принудительная конвекция — жидкие металлы: 5000 — 40000 (Вт / (м 2 K))
    • Кипящая вода: 3.000 — 100,000 (Вт / (м 2 K))
    • Водяной конденсат: 5.000 — 100,000 (Вт / (м 2 K))
    Коэффициент конвективной теплопередачи для воздуха

    Коэффициент конвективной теплопередачи для потока воздуха может быть приблизительно равен

    h c = 10,45 — v + 10 v 1/2 (2)

    , где

    h c = коэффициент теплопередачи (кКал / м 2 ч ° C)

    v = относительная скорость между поверхностью объекта и воздухом (м / с)

    Начиная с

    1 ккал / м 2 ч ° С = 1.16 Вт / м 2 ° C

    — (2) можно изменить на

    h cW = 12,12 — 1,16 v + 11,6 v 1/2 (2b)

    где

    h cW = коэффициент теплопередачи (Вт / м 2 ° C )

    Примечание! — это эмпирическое уравнение, которое может использоваться для скоростей от 2 до 20 м / с .

    Пример — конвективная теплопередача

    Жидкость течет по плоской поверхности размером 1 м на 1 м. Температура поверхности составляет 50 o C , температура жидкости 20 o C , а коэффициент конвективной теплопередачи 2000 Вт / м 2o С . Конвективный теплообмен между более горячей поверхностью и более холодным воздухом можно рассчитать как

    q = (2000 Вт / (м 2o C)) ((1 м) (1 м)) ((50 o C) — (20 o C))

    = 60000 (Вт)

    = 60 (кВт)

    Расчет конвективной теплопередачи

    Таблица конвективной теплопередачи

    Тепловой Конвекционные токи | Каролина.com

    Тепловые конвекционные токи | Carolina.com

    Обзор

    На многих диаграммах конвективных токов изображена только одна конвекционная ячейка, нарисованная в одной плоскости, при отсутствии источника тепла.Это очень упрощенная модель для гораздо более сложного явления. На Земле тепловые конвекционные потоки управляют погодой, океанскими течениями и движением тектонических плит. В этой демонстрации учащиеся получают менее упрощенную, но более наглядную модель потоков тепловой конвекции в трех измерениях. Модель может быть изменена путем изменения местоположения источника тепла для объяснения атмосферных, океанических и мантийных конвективных течений. В прилагаемой студенческой ведомости исследуются мантийные конвективные течения.

    Уровень и дисциплина

    Науки о Земле и космосе Рекомендуется для 9–12 классов.

    Требования ко времени

    Подготовка 15 мин.

    Демо 20-30 мин

    Учитель Время на подготовку: 15 мин.
    Демонстрации: 20-30 мин.

    Требования безопасности

    Требуются защитные перчатки Требуются защитные очки

    Список материалов

    Форма для выпечки из пирекса или другая бесцветная жаропрочная форма, 13 ”× 9” × 2 ”

    Документ-камера или диапроектор

    Форма для выпечки из пирекса или другая бесцветная жаропрочная форма, 13 ”× 9” × 2 ”

    Водонепроницаемая лента шириной 1/2 дюйма

    Документ-камера или диапроектор

    Форма для выпечки из пирекса или другая бесцветная жаропрочная форма, 13 ”× 9” × 2 ”

    Водонепроницаемая лента шириной 1/2 дюйма

    Документ-камера или диапроектор

    Полезные ссылки

    Обзор

    На многих диаграммах конвективных токов изображена только одна конвекционная ячейка, нарисованная в одной плоскости, при отсутствии источника тепла.Это очень упрощенная модель для гораздо более сложного явления. На Земле тепловые конвекционные потоки управляют погодой, океанскими течениями и движением тектонических плит. В этой демонстрации учащиеся получают менее упрощенную, но более наглядную модель потоков тепловой конвекции в трех измерениях. Модель может быть изменена путем изменения местоположения источника тепла для объяснения атмосферных, океанических и мантийных конвективных течений. В прилагаемой студенческой ведомости исследуются мантийные конвективные течения.

    Феномен

    Студенты наблюдают за естественным явлением системы конвективных течений и предлагают модель расположения мантийных термоконвективных течений, чтобы объяснить текущую карту тектонических плит.

    Основной вопрос

    Как происходит круговорот материи и передача энергии через океаны, атмосферу и мантию?

    Цели деятельности

    1. Разработайте модель тепловых конвективных течений в мантии Земли.
    2. Примените модель, чтобы объяснить текущее движение тектонических плит.

    Научные стандарты нового поколения * (NGSS)

    PE HS-ESS2-3. Разработайте модель, основанную на данных о недрах Земли, для описания круговорота вещества за счет тепловой конвекции.

    Наука и инженерная практика

    Разработка и использование моделей
    • Разработка модели на основе на доказательствах, чтобы проиллюстрировать отношения между систем или между компоненты системы.

    Основные дисциплинарные идеи

    ESS2.A: Земные материалы и системы
    • Доказательства глубинных зондов и сейсмические волны, реконструкции исторические изменения на поверхности Земли и его магнитное поле, и химическое процессы приводят к модели Земли с горячим, но твердым внутренним ядром, жидкое внешнее ядро, твердая мантия и корочка.Движение мантии и пластины возникают в основном через тепловая конвекция, включающая круговорот материи из-за исходящий поток энергии от Земли внутреннее и гравитационное движение более плотных материалов к интерьер.

    Сквозные концепции

    Энергия и материя
    • Энергия управляет круговоротом материи внутри и между системами.

    Правила техники безопасности и меры предосторожности

    Стеклянная посуда нагревается. Работайте в термостойких перчатках. Надевайте защитные очки.

    Подготовка учителей и утилизация

    Мантийные конвективные токи

    1. Разогрейте конфорку.
    2. При желании добавьте пищевой краситель в конвекционную жидкость.
    3. Разрежьте деревянные мешалки для кофе или деревянные лопатки на кусочки от 1/4 до 1/2 дюйма.

    Течения океанской конвекции

    1. Чтобы изобразить экватор, поместите кусок черной ленты размером 13 дюймов на 1/2 дюйма через центральную часть внутренней части стеклянной формы для выпечки 13 дюймов на 9 дюймов на 2 дюйма.
    2. Измерьте угол 23 ° по отношению к экватору, чтобы установить нагревательную лампу или лампу накаливания.
    3. Установите в форму для запекания 2 или 3 барьера разного размера, которые не будут плавать.

    Токи атмосферной конвекции

    1. Чтобы изобразить экватор, поместите кусок черной ленты размером 13 дюймов на 1/2 дюйма через центральную часть внутренней части формы для выпечки из пирекса размером 13 дюймов на 9 дюймов на 2 дюйма.
    2. Измерьте угол 23 ° по отношению к экватору, чтобы установить нагревательную лампу или лампу накаливания.

    Процедура

    Мантийные конвективные токи

    1. Разогрейте конфорку до 90–110 ° C.

    2. Добавьте пищевой краситель в жидкость для конвекции во флаконе (при желании) и хорошо перемешайте.

    3. Разрежьте деревянные мешалки для кофе или деревянные лопатки на кусочки от 1/4 «до 1/2».

    4. Расположите камеру для документов прямо над плитой и включите камеру.

    5. Поставьте стеклянную посуду на горячую плиту и налейте всю бутылку Carolina Convection Fluid.Дайте жидкости остыть.

    6. После 4–5 минут нагревания попросите учащихся нарисовать то, что они наблюдают.

      Будет много конвекционных потоков, исходящих от источника тепла и расширяющихся в нескольких направлениях.

    7. Добавьте деревянные лубки в линию прямо над источником тепла, чтобы их было видно через камеру для документов.

    8. Через 3–4 минуты попросите учащихся нарисовать то, что они наблюдают.

      Деревянные лопатки будут двигаться в нескольких направлениях, всегда в сторону от источника тепла. Они могут скапливаться по бокам блюда.

    9. Попросите учащихся выполнить упражнение по моделированию и обсудить модели учащихся.

    Утилизация

    Конвекционную жидкость можно использовать повторно.Вымойте форму для запекания горячей водой с моющим средством.

    Анализ и обсуждение

    1. Наблюдайте за конвекционными потоками в стеклянной посуде с конвекционной жидкостью. Нарисуйте то, что вы наблюдаете.

    2. Наблюдайте за движением деревянных планок в стеклянной посуде с конвекционной жидкостью.Нарисуйте то, что вы наблюдаете.

    3. Что означают деревянные лубки? Что представляет собой конвекционная жидкость?

      Шины представляют континенты, а жидкость представляет мантию Земли.

    4. Используйте свои наблюдения, чтобы предложить модель движения тектонических плит.Вы можете проиллюстрировать или объяснить свою модель.

      Деревянные лопатки удаляются от источника тепла «верхом» на конвекционном потоке в жидкости (граница расходящейся пластины). Когда они достигают жесткого барьера, такого как край тарелки, они собираются и сталкиваются (сходящаяся граница). Тарелки разлетаются во всех направлениях.

    5. Примените вашу модель к карте движения тектонических плит ниже, добавив тепловые конвекционные потоки для объяснения движений плит.Определите, где, по вашему мнению, могут находиться источники тепла для конвекционных токов.

      Студенты могут заметить, что движение начинается на расходящихся границах плит и удаляется от границы. Они могут иллюстрировать конвекционное течение, начинающееся с подъема на границе расходящейся пластины, перемещения в определенном направлении и затем опускания на сходящейся границе. Они должны показать несколько конвекционных потоков, движущихся в разных направлениях.

    Справочная карта

    Названные тектонические плиты и их движение

    * Next Generation Science Standards® является зарегистрированным товарным знаком Achieve.Ни Achieve, ни ведущие государства и партнеры, разработавшие научные стандарты следующего поколения, не участвовали в производстве этих продуктов и не поддерживают их.

    Загрузка

    Возбуждение тепла при турбулентной тепловой конвекции

    Конвекция — это поток, управляемый плавучестью, возникающий в результате нестабильной стратификации плотности в присутствии гравитационного поля.Помимо центральной роли конвекции во множестве инженерных приложений теплопередачи, она лежит в основе многих динамических конструкций природы в масштабах, превышающих человеческие. Например, солнечное нагревание поверхности Земли создает силы плавучести, которые вызывают дуть ветры, которые, в свою очередь, приводят в движение потоки океанов. Конвекция в мантии Земли в геологических временных масштабах заставляет континенты дрейфовать, а различия в тепловой и композиционной плотности вызывают силы плавучести, которые приводят в движение динамо-машину в жидкометаллическом ядре Земли — динамо-машину, которая генерирует магнитное поле, защищающее нас от солнечного ветра, который в противном случае погас бы жизнь, как мы. знать это на поверхности.Сама структура Солнца основана на конвекции во внешних слоях для передачи тепла изнутри и излучения от поверхности.

    Ключевой особенностью конвекции является перенос: тепловая конвекция активно переносит тепло, которое генерирует изменения плотности, которые создают силы плавучести, и определение скорости, с которой «поднимается тепло» при турбулентной конвекции, является одной из наиболее важных открытых проблем в жидкости. динамика. В PNAS Iyer et al. (1) сообщают о результатах крупномасштабного компьютерного моделирования, показывающего скорость теплопередачи в соответствии с одной из двух конкурирующих теорий турбулентной конвекции в сильно нелинейном режиме.

    Проблема в том, что Iyer et al. адрес вызывает давний интерес и огромное влияние. Вдохновленный экспериментами Анри Бенара (2) на рубеже 20-го века, лорд Рэлей (3) в 1916 году представил минимальную математическую модель тепловой конвекции, вызываемой плавучестью. Его модель, известная как «конвекция Рэлея-Бенара», состоит из слоя жидкости между непроницаемыми горизонтальными границами, разделенными по вертикали расстоянием H и поддерживаемыми при фиксированных температурах, отличающихся на ΔT, причем более высокая температура находится на нижней стороне, где направление силы тяжести отличается вверх от вниз.При относительно небольшом ΔT состояние проводимости при отсутствии потока, в котором жидкость остается в покое, а тепло течет от теплой к холодной границе в соответствии с законом Фурье, является стабильным. Однако за пределами критического порога устанавливаются устойчивые потоки в виде когерентных конвекционных валков для усиления вертикального теплового потока. Конвективная турбулентность, характеризующаяся тонкими тепловыми пограничными слоями и хаотическим динамическим перемешиванием плюмов в ядре, появляется и сохраняется при больших ΔT (рис. 1).

    Рис. 1.

    Снимки температурного поля при двухмерном моделировании конвекции Рэлея – Бенара.( Вверху ) При достаточно слабых перепадах температуры ΔT жидкость остается в покое, а тепло передается за счет теплопроводности. ( Средний ) Достаточно большое ΔT дестабилизирует состояние проводимости, и валки когерентной конвекции активно увеличивают тепловой поток. ( Низ ) Конвективная турбулентность наступает при большем ΔT.

    Точнее, Рэлей использовал так называемое приближение Буссинеска в уравнениях Навье – Стокса, которое фиксирует плотность жидкости ρ во всех членах силы плавучести, зависящей от температуры, и предполагает, что свойства материала жидкости — ее вязкость ν, удельная теплоемкость c , а коэффициенты термодиффузии и расширения κ и α — постоянны.Рэлей показал, что устойчивость состояния непроточной проводимости контролируется безразмерной группой gαΔTh4νκ, где g — ускорение свободного падения. Сегодня эта безразмерная комбинация называется числом Рэлея Ra, в результате чего число Прандтля Pr = νκ и коэффициент формы пространственной области Γ (отношение горизонтальной протяженности к ее вертикальной высоте) остаются вторичными безразмерными параметрами. Конвекция Рэлея – Бенара с тех пор стала основной парадигмой нелинейной физики, простирающейся от бифуркации нарушения симметрии и формирования паттернов до хаоса и турбулентности (4–7).

    Основным показателем интенсивности конвекции является величина теплового потока Q, возникающего в результате наложенного перепада температуры ΔT. Особый интерес представляет соотношение между Q и ΔT, которое количественно определяет эффективную теплопроводность конвективного слоя, аналогично тому, как электрическая проводимость объекта определяется током, возникающим в результате наложенного падения напряжения. Тепловой поток ρcκΔTh в состоянии непроточной проводимости линейно пропорционален перепаду температуры.Естественной безразмерной мерой интенсивности конвекции — скоростью нарастания тепла при конвекции Рэлея – Бенара — является коэффициент усиления теплопередачи, отношение полного потока к проводящему, известное как число Нуссельта Nu≡QHρcκΔT. В контексте модели Рэлея задача анализа и вычислений состоит в том, чтобы определить Nu как функцию от Ra, Pr и Γ. * Поскольку Nu изменяется с Ra, Q нелинейно зависит от ΔT.

    Соответствующий режим параметров для многих гео-, астрофизических и инженерных приложений соответствует очень большим значениям числа Рэлея, от миллионов и миллиардов до триллионов и более его значений (обычно в тысячах) в начале конвекции.Степенная асимптотика формы Nu∼PrγRaβ часто предполагается для переноса тепла с высоким Ra (7), но две альтернативные теории, предсказывающие различные показатели масштабирования γ и β, соперничают, чтобы зафиксировать асимптотическое поведение Nu при Ra → ∞. Это так называемые «классические» и «окончательные» теории, и исключение той или иной из этих теорий является большой открытой проблемой для данной области.

    Классическая теория утверждает, что Nu∼Ra1 / 3. Он был одновременно и независимо предложен Пристли (9) и Малкусом (10) в 1954 году.Пристли утверждал, что Q не должно зависеть от H для турбулентной конвекции, по крайней мере, для достаточно больших областей соотношения сторон, в то время как Малкус сформулировал сложную теорию максимальной диссипации, предсказав также, что масштабирование 1/3 единообразно в Pr. Десять лет спустя Ховард (11) убедительно переосмыслил это масштабирование γ = 0, β = 1/3 в терминах аргумента о предельно устойчивом тепловом пограничном слое. Шпигель (12) вычислил априорный префактор из теории Малкуса, предсказав Nu≈0,07 Ra1 / 3. Суть классического скейлинга состоит в том, что тепловой поток ограничивается переносом через возникающие тепловые пограничные слои.

    Окончательная теория утверждает, что Nu∼Pr1 / 2Ra1 / 2, по крайней мере, для Pr≲1. Он был предложен Шпигелем (13) † в начале 1960-х годов на основе другой физики. Шпигель постулировал, что слои турбулентной конвекции заполнены шлейфами, переносящими тепло с плавучестью, близкой к скорости свободного падения gαΔTH, без учета природы или структуры пограничных слоев. Это масштабирование γ = 1/2, β = 1/2 подразумевает «аномальный» перенос, при котором Q и соответствующая скорость диссипации турбулентной кинетической энергии не зависят от микроскопических коэффициентов переноса материала ν и κ.Основное предположение состоит в том, что конвективный тепловой поток ограничен не на границах, а скорее за счет переноса через объем жидкого слоя.

    Вскоре после этого постдок-наставник Шпигеля предположил, что скоростные пограничные слои на жестких пластинах могут переходить в сдвиговую турбулентность при сверхвысоком Ra, и постулировал модификацию масштабирования Ra1 / 2 на коэффициент (log⁡Ra) −3/2 (15). Абсолютное прозвище было впервые использовано в середине 1990-х годов (16) для обозначения логарифмических поправок, изменяющихся от (log⁡Ra) −3/2 до (log⁡Ra) −3, и с тех пор оно было принято сообществом для отношений NuRa. с преобладающим масштабированием 1/2.

    Модель Рэлея якобы содержит точные предсказания для возможного поведения Nu с высоким Ra, но точные формулы решения недоступны, и математический анализ на сегодняшний день дал только верхние границы теплового потока. Действительно, подобный предельному масштабу Nu∼Ra1 / 2 масштабирование — хотя и однородный по Pr — действительно является предельным в том смысле, что это строгий верхний предел переноса тепла в модели Рэлея для трехмерной конвекции между изотермическими границами без проскальзывания (17, 18). Но это не подтверждает и не исключает теорию скейлинга для PrÀ1.Между тем сложные лабораторные эксперименты 21-го века, предназначенные для проверки модели Рэлея, при соблюдении использованных в ней допущений, не разрешили этот вопрос. Некоторые отчеты предполагают окончательное поведение (19), в то время как другие больше соответствуют классическому масштабированию (20–22).

    Прямое численное моделирование уравнений движения является альтернативным подходом к изучению проблемы, но оно становится все более трудным, поскольку конвекция усиливается до представляющих интерес режимов сверхвысокого Ra.Потребности в 1) более тонких пространственных сетках для разрешения все более тонких пограничных слоев и тепловых шлейфов, 2) меньших шагах по времени для разрешения более быстрой динамики потока и 3) более длительных пробегах для генерации надежной статистики для сильно флуктуирующих турбулентных решений в совокупности для быстрого решения задачи в крупномасштабную задачу высокопроизводительных вычислений.

    Одним из способов достижения высоких чисел Рэлея с ограниченными вычислительными ресурсами является ограничение динамики двумя пространственными измерениями. (Изображения на рис.1 были произведены с помощью такого двумерного [2D] моделирования.) Недавние двухмерные моделирования с Pr = 1 в области соотношения сторон Γ = 2 подогнаны к Nu≈0,030 × Ra0,337 ± 3,4% (2σ) для более чем двух десятилетий Ra ∈ [2 × 1012,5 × 1014], неотличим от классического масштабирования с, возможно, не неожиданно уменьшенным (примерно вдвое) априори постулируемым префактором (23). Однако естественно задаться вопросом, насколько важно ограничение двумя измерениями.

    Для моделирования конвекции до еще более высоких значений Ra в трех пространственных измерениях Iyer et al.(1) используют тот факт, что Ra пропорционально h4, и рассматривают конвекцию в цилиндрической ячейке с соотношением сторон Γ = 1/10. Их данные моделирования Pr = 1 соответствуют Nu≈0,053 × Ra0,331 ± 3,2%, что также согласуется с классическим масштабированием 1/3 с еще более теоретически ожидаемым префактором за пять десятилетий Ra∈ [1010,1015].

    Тогда возникает вопрос, какое значение имеет ограничение таким малым соотношением сторон. Что, возможно, наиболее примечательно в данных моделирования Айера и др. (1), так это их количественное соответствие с гораздо большим соотношением сторон Γ = 1 (Pr≈1) в криогенных экспериментах 4 He (21), соответствующих Nu≈0.051 × Ra1 / 3 ± 5% для Ra∈ [2 × 1011,5 × 1013] и Γ = 1/2 (Pr≈0,8) в экспериментах с газом SF 6 под высоким давлением, близким к температуре окружающей среды (22), который подходит для Nu ≈0,050 × Ra0,336 ± 3% для Ra∈ [3 × 1012,1015] (24). В целом, классическое масштабирование 1/3 в настоящее время, похоже, побеждает в соревновании.

    Благодарности

    C.R.D. очень благодарен Ханне Л. Свон за создание имитационных изображений для рис. 1. Исследование C.R.D. поддержано премией Национального научного фонда DMS-1813003.

    Сноски

    • Авторы: C.Р.Д. написал статью.

    • Автор заявляет об отсутствии конкурирующей заинтересованности.

    • См. Сопутствующую статью «Классическое масштабирование конвекции 1/3 сохраняется до Ra = 10 15 », 10.1073 / pnas.1922794117.

    • ↵ * Для количественных соображений важно различать исходную модель Рэлея — с тепловой энергией, входящей и выходящей через границы — и ее вариациями, например, с нагревом и охлаждением в объеме, чтобы вызвать изменения температуры по всему периметру. слой жидкости (8).

    • ↵ † Теория Шпигеля на самом деле возникла раньше, чем ссылка. 13 по свидетельству Бэтчелора (14).

      No related posts.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *