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Konvektion

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Der Luftdruckunterschied führt zu einer Verdrängung der Luftmassen sowohl auf der Oberfläche als auch in der Höhe.

Die vertikale Strömung wird Konvektion genannt und ist der Schlüssel zur Wolkenbildung, Regenerzeugung und zum effektiven Energiefluss zwischen Oberfläche und Atmosphäre.

>Modell

ID:(552, 0)



Konvektion

Definition

ID:(40, 0)



convection007

Bild

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convection007

ID:(3098, 0)



Konvektion

Beschreibung

Der Luftdruckunterschied führt zu einer Verdrängung der Luftmassen sowohl auf der Oberfläche als auch in der Höhe. Die vertikale Strömung wird Konvektion genannt und ist der Schlüssel zur Wolkenbildung, Regenerzeugung und zum effektiven Energiefluss zwischen Oberfläche und Atmosphäre.

Variablen

Symbol
Text
Variable
Wert
Einheiten
Berechnen
MKS-Wert
MKS-Einheiten
$T$
T
Absolute Temperatur
K
$\rho$
rho
Desidad de la Masa de Aire
kg/m^3
$c_p$
c_p
Spezifische Wärme bei konstantem Druck
J/kg K
$T_t$
T_t
Temperatur des oberen Teils der Atmosphäre
K
$v$
v
Velocidad de Ascenso
m/s
$\eta$
eta
Viskosität
Pa s
$\lambda$
lambda
Wärmeleitung
W/m K

Berechnungen


Zuerst die Gleichung auswählen:   zu ,  dann die Variable auswählen:   zu 

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

Berechnungen

Symbol
Gleichung
Gelöst
Übersetzt

 Variable   Gegeben   Berechnen   Ziel :   Gleichung   Zu verwenden



Gleichungen


Beispiele

(ID 40)

El inicio de convecci?n t?rmica esta descrito por el n?mero de Rayleigh

$Ra=\displaystyle\frac{\rho^2 g c_p}{\eta\lambda}\displaystyle\frac{(T_e-T_t)}{T_e}h^3$

Para un sistema entre dos placas con las temperaturas inferior T_b y superior T_t la convecci?n se iniciar? al alcanzar un n?mero de Rayleigh de 1708. Para el caso de dos superficies libres el valor cr?tico es 657.51. Para un sistema de un borde fijo y el otro libre 1,100.65.

(ID 9040)

$v_c=\sqrt{\displaystyle\frac{2hg(\rho_m-\rho}{C_W\rho_m}}$

(ID 4869)

Como la velocidad de acenso es igual a

$ v(z) ^2 = 2 g \displaystyle\int_0^zds\displaystyle\frac{( \rho_m(s) - \rho(s) )}{ \rho(s) }$



y en condiciones isobaricas se cumple

$ \rho_i T_i = \rho_f T_f $



la ecuaci n para la velocidad se puede tambi n escribir en funci n de la temperatura

$ v =\sqrt{2 CAPE }$

(ID 8836)

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convection007

(ID 3098)

Das Mischungsverh ltnis von Wasserdampf und Luft wird definiert als das Verh ltnis der Massen der einzelnen Komponenten in einem Volumen:

$\displaystyle\frac{M_v}{M_a}=\displaystyle\frac{n_vM_{mol,v}}{n_aM_{mol,a}}=\displaystyle\frac{p_v}{p_a}\displaystyle\frac{M_{mol,v}}{M_{mol,a}}\sim 0.01$



Dabei sind $M_v$ und $M_a$ die Massen von Wasserdampf und Luft, $n_v$ und $n_a$ die Stoffmengen von Wasserdampf und Luft, $M_{mol,v}$ und $M_{mol,a}$ die molaren Massen von Wasserdampf und Luft, $p_v$ und $p_a$ die relativen Dr cke von Wasserdampf und Luft, und $r$ ist das Mischungsverh ltnis. Daher gilt

$ r =\displaystyle\frac{ M_v }{ M_a }$

Im speziellen Fall von Wasserdampf in der Luft ist das Mischungsverh ltnis proportional zu den relativen Dr cken, die mit dem Wasserdampfdruck $p_v\sim 1500 Pa$ und dem Luftdruck $p_a\sim 10^5 Pa$ quantifiziert werden k nnen. Durch Anwendung der idealen Gasgleichung und der Definition der molaren Masse ergibt sich ein Mischungsverh ltnis von ungef hr $0.01$. Das bedeutet, dass unter normalen Bedingungen der Wasserdampfgehalt im Vergleich zur Luft gering ist.

(ID 7069)

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convection006

(ID 3097)


ID:(552, 0)