Konveksiyon

Taşınım (ayrıca konveksiyon) katı yüzey ile akışkan arasında gerçekleşen ısı transferinin bir çeşididir. Akışkan içindeki akımlar vasıtası ile ısı transfer edilir. Akışkan içindeki veya akışkanla sınır yüzey arasındaki sıcaklık farklarından ve bu farkın yoğunluk üzerinde oluşturduğu etkiden doğabilmektedir. Yoğunluk değişimlerinin diğer kaynakları, değişken tuzluluk oranı veya dış kaynaklı zorlayıcı kuvvet uygulanması gibi sebepler de olabilir.

Taşınımla ısı transferi, ısı transferinin 3 mekanizmasından biridir. Diğerleri ise iletim (kondüksiyon) ve yayınımdır. Taşınımın oluştuğu yerler, atmosfer, okyanuslar ve gezegenle ilgili örtüdür.

Doğal ve Zorlanmış Taşınım

Doğal taşınım, akışkan içinde varolan sıcaklık farkları sebebi ile akışkanın hareket etmesi ile ortaya çıkan taşınımdır. Örneğin; ısınan sıcak havanın radyatör yüzeyinden yukarı doğru yükselmesi.

Doğal taşınımın temel dayanak noktası, ısınan akışkanın daha yukarı (yüzeye) çıkmaya yatkın hale gelmesi, yani yükselmesi ve daha soğuk akışkanın aşağı (dibe) hareket etmesidir. Yerçekimi veya santrifüj gibi ivme alanları içinde çeşitli sıcaklıklarda , sıcaklık değişimleri nedeni ile gaz veya sıvı genişleme veya kısılmaya uğradığında doğal taşınım oluşur.

Bir yüzeyde oluşan taşınım

Zorlanmış ya da doğal taşınım olsun her ikisinde de, mühendislik yaklaşım genelde sıcak ısı kaynağı olan yüzeyden akışkan ortama olan ısı transfer oranı ile ilgilenmektedir.

Bir yüzey üzerinden geçen akışkanın bölgesel taşınımsal ısı akısı şu şekilde ifade edilir;

$q''=h(T_{s}-T_{\infty })$

Burada:

• $q''$ - bölgesel ısı akısı
• $h$ - bölgesel taşınım katsayısı
• $T_{s}$ - yüzey sıcaklığı
• $T_{\infty }$ - çevre sıcaklığı

Toplam ısı transferi, $q$ yüzey alan üzerinden $q''$ 'nun integralinin alınması ile hesaplanır.

$q=\int _{A}q''\,dA$

Bu ifade daha sonra ortalama taşınım katsayısının, ${\overline {h}}$, tanımlanmasında kullanılır.

$q={\overline {h}}(T_{s}-T_{\infty })$