Le transfert de chaleur par convection est le transfert de chaleur par convection, le transfert de chaleur par le mouvement des fluides. Le transfert de chaleur par convection peut se produire de deux manières principales : par convection naturelle et par convection forcée. Ces deux méthodes de transfert de chaleur se distinguent par l’utilisation ou l’absence de dispositifs externes pour déplacer le fluide chauffé. Dans les deux cas, le transfert de chaleur se produit par un fluide – tel qu’un liquide, un gaz ou un rheid – s’écoulant sur une masse solide.
Un exemple de convection est l’eau bouillante dans une casserole. Au fur et à mesure que l’eau près de la source de chaleur se réchauffe, les molécules se séparent. Cela rend l’eau moins dense et plus flottante. L’eau la plus flottante monte vers le haut du pot et l’eau plus froide prend sa place. L’eau plus froide sera alors chauffée par la source de chaleur, deviendra moins dense et montera vers le haut.
Ce processus se traduit par un courant appelé courant de convection. Dans le cas de l’ébullition de l’eau, cela devient plus visible lorsque quelque chose comme des macaronis est dans la casserole – on verra les macaronis monter et descendre avec le courant de convection. L’eau bouillante est un exemple de convection naturelle. Dans ce système, rien d’autre que les densités variables de l’eau ne provoque le transfert de chaleur par convection. En fait, le transfert de chaleur par convection naturelle fonctionne car, en général, les liquides chauffés ont des densités plus faibles que les liquides plus froids.
Contrairement au transfert de chaleur convectif causé par la convection naturelle, le transfert de chaleur est causé par la convection forcée. La convection forcée diffère de la convection naturelle en raison de l’utilisation d’un mécanisme externe qui déplace le fluide. Cette méthode de transfert de chaleur par convection n’a pas besoin des différentes densités de fluides pour fonctionner. Quelques exemples de mécanismes externes utilisés dans la convection forcée sont les pompes et les ventilateurs. Le cœur est un exemple naturel d’un tel dispositif utilisé en convection forcée.
Le système circulatoire est l’un des moyens par lesquels les humains et certains animaux régulent leur température corporelle. Un cœur est essentiellement une pompe et le sang est un fluide chauffé. Le cœur pompe le fluide chauffé à travers les vaisseaux sanguins et vers la peau. La chaleur est ensuite évacuée du corps par divers moyens. C’est l’une des raisons pour lesquelles de nombreux animaux du désert ont de grandes oreilles – le sang est capable de circuler à travers les oreilles, dégageant sa chaleur dans l’environnement grâce aux différentes méthodes de transfert de chaleur.