Convection thermique

La convection thermique est un transfert de chaleur par mouvement de masse d'un fluide, qui peut être soit un liquide, soit, plus généralement, de l'air. Le mouvement des molécules dans le milieu convectif des fluides a lieu lorsqu'il existe un gradient de température entre une surface solide et le fluide qui l'entoure ou un courant de convection induit artificiellement. La convection dépend de la mobilité du fluide et de la surface active exposée au fluide en circulation. La mobilité du fluide s'exprime par le coefficient de transfert de chaleur qui est la constante de proportionnalité entre le flux de chaleur et la force motrice thermodynamique du flux de chaleur. Lorsque le mouvement du fluide n'est pas généré par une source externe mais au moyen de la force de flottabilité induite par les gradients thermiques entre le fluide et le solide, le transfert de chaleur est considéré comme une convection naturelle. En d'autres termes, la convection naturelle utilise la force de flottabilité induite par les gradients thermiques entre le fluide et le solide. Un dissipateur de chaleur fonctionnant dans ce mode est appelé dissipateur de chaleur passif, qui a un coefficient de transfert de chaleur compris entre 5-20 W/m2 K. Si un flux est créé au moyen de forces externes, le transfert de chaleur est forcé convection. L'utilisation d'une force externe générée par des ventilateurs, des caloducs, des jets synthétiques ou des éléments de refroidissement liquide pour augmenter le transfert de chaleur est appelée refroidissement actif. Avec la convection forcée, la vitesse de l'air se déplaçant à travers un dissipateur de chaleur peut être considérablement augmentée au-dessus de celle de la convection naturelle, avec des coefficients de transfert de chaleur compris entre 25 et 250 W/m2 K pour l'air et entre 100 et 20,{{7} } W/m2K pour les liquides.