Войти
Высококучевое облако, видимое с космического корабля "Шаттл". Высококучевые облака образуются в результате конвективной активности. 
Ведро медового вина объемом 6 галлонов после 10-дневной ферментации с плавающей сверху корицей. Конвекция вызывается выбросом CO2 дрожжами. В области гидродинамики, конвекционная ячейка - это явление, которое возникает, когда разница плотности существует в пределах тело жидкости или газа. Эти различия в плотности приводят к нарастающим и / или падающим токам, которые являются ключевыми характеристиками конвекционной ячейки. Когда объем жидкости нагревается, он расширяется и становится менее плотным и, следовательно, более плавучим, чем окружающая жидкость. Более холодная и плотная часть жидкости опускается, чтобы осесть ниже более теплой, менее плотной жидкости, и это вызывает подъем более теплой жидкости. Такое движение называется конвекцией, а движущееся тело жидкости называется конвекционной ячейкой. Этот конкретный тип конвекции, при котором горизонтальный слой жидкости нагревается снизу, известен как конвекция Рэлея – Бенара. Для конвекции обычно требуется гравитационное поле, но в экспериментах в условиях микрогравитации тепловая конвекция наблюдалась без гравитационных эффектов.
Жидкости обобщены как материалы, которые проявляют свойство потока ; однако такое поведение характерно не только для жидкостей. Свойства флюидов можно также наблюдать в газах и даже в твердых частицах (таких как песок, гравий и более крупные объекты во время оползней ).
Конвекционная ячейка наиболее заметна в образовании облаков с выделением и переносом энергии. Когда воздух движется по земле, он поглощает тепло, теряет плотность и поднимается в атмосферу. Когда он попадает в атмосферу с более низким давлением воздуха, он не может содержать столько жидкости, сколько на более низкой высоте, поэтому он выпускает влажный воздух, вызывая дождь. В этом процессе теплый воздух охлаждается; он набирает плотность и падает на землю, и клетка повторяет цикл.
Конвекционные ячейки могут образовываться в любой жидкости, включая земную атмосферу (где они называются ячейками Хэдли ), кипящую воду, суп (где ячейки можно идентифицировать переносимыми частицами, такими как зерна риса), океаном или поверхностью солнца. Размер конвективных ячеек во многом определяется свойствами жидкости. Конвекционные ячейки могут возникать даже при равномерном нагреве жидкости.
Поднимающееся тело жидкости обычно теряет тепло, когда встречается с холодной поверхностью, когда оно обменивается теплом с более холодной жидкостью посредством прямого обмена, или, в примере атмосферы Земли, когда оно излучает тепло.. В какой-то момент жидкость становится плотнее, чем жидкость под ней, которая все еще поднимается. Поскольку он не может спуститься через поднимающуюся жидкость, он перемещается в одну сторону. На некотором расстоянии его направленная вниз сила преодолевает восходящую силу под ним, и жидкость начинает спускаться. По мере опускания он снова нагревается за счет поверхностного контакта или проводимости, и цикл повторяется.
Этапы существования грозы. Теплый воздух имеет меньшую плотность, чем холодный воздух, поэтому теплый воздух поднимается в более прохладном воздухе, как воздушные шары. Облака образуются, когда относительно более теплый воздух, несущий влагу, поднимается в более прохладном воздухе. Когда влажный воздух поднимается, он охлаждается, в результате чего часть водяного пара в поднимающемся пакете воздуха конденсируется. Когда влага конденсируется, она высвобождает энергию, известную как скрытая теплота испарения, которая позволяет поднимающемуся пакету воздуха охладиться меньше, чем окружающий его воздух, продолжая подъем облака. Если в атмосфере присутствует достаточная нестабильность, этот процесс будет продолжаться достаточно долго для образования кучево-дождевых облаков, поддерживающих молнии и гром. Как правило, для образования грозы требуется три условия: влажность, нестабильная воздушная масса и подъемная сила (тепло).
Все грозы, независимо от типа, проходят три стадии: «стадия развития», «стадия зрелости» и «стадия рассеивания». Средняя гроза имеет диаметр 24 км (15 миль). В зависимости от условий в атмосфере, эти три стадии проходят в среднем за 30 минут.
Нагрев, вызванный сжатием нисходящего воздуха, является причиной таких зимних явлений. как чавыч (как он известен в западной части Северной Америки) или Föhn (в Альпах).
Конвекционные ячейки на Солнце с наложением Северной Америки Фотосфера Солнца состоит из конвекционных ячеек, называемых гранул, которые представляют собой восходящие столбы перегретой (5800 ° C) плазмы в среднем около 1000 километров в диаметре. Плазма охлаждается по мере подъема и опускания в узких промежутках между гранулами.
