प्राकृतिक और मजबूर संवहन के बीच मुख्य अंतर यह है कि प्राकृतिक संवहन में, द्रव की गति प्राकृतिक साधनों से प्रभावित होती है, जबकि मजबूर संवहन में, तरल पदार्थों की गति बाहरी साधनों से प्रभावित होती है। गर्मी हस्तांतरण से संबंधित प्राकृतिक और मजबूर संवहन के बीच का अंतर यह है कि प्राकृतिक संवहन में गर्मी हस्तांतरण को प्रभावित करने वाले कोई बाहरी कारक नहीं होते हैं जबकि बाहरी कारक मजबूर संवहन में गर्मी हस्तांतरण का कारण बन सकते हैं।
संवहन एक तरल पदार्थ (जैसे गैस या तरल) में अणुओं के थोक आंदोलन के माध्यम से गर्मी हस्तांतरण की एक विधि है। द्रव की गति की शुरुआत के तरीके के अनुसार यह प्राकृतिक और मजबूर संवहन दो प्रकार का होता है।
प्राकृतिक संवहन क्या है?
प्राकृतिक संवहन गर्मी हस्तांतरण की एक विधि है जिसमें प्राकृतिक साधन द्रव की गति को प्रभावित करते हैं। बाहरी तथ्यों से कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। द्रव में अणुओं की यह गति एक ही द्रव के विभिन्न क्षेत्रों के घनत्वों के बीच अंतर के कारण होती है। किसी द्रव को गर्म करने पर उसका घनत्व कम हो जाता है और इसके विपरीत। यह द्रव के ऊष्मीय प्रसार के कारण होता है (तापमान बढ़ने के साथ अणुओं की गति बढ़ जाती है, जिसके परिणामस्वरूप द्रव के आयतन में वृद्धि होती है। हालाँकि आयतन बढ़ता है, द्रव्यमान स्थिर रहता है। इसलिए घनत्व कम हो जाता है)।
जब हम किसी पात्र में किसी द्रव को उसके तल से गर्म करते हैं, तो द्रव की निचली परत का घनत्व कम हो जाता है। फिर कम घनत्व वाला क्षेत्र कंटेनर के शीर्ष पर चला जाता है। फिर कंटेनर के शीर्ष पर स्थित कूलर द्रव नीचे के क्षेत्र को बदल देता है। यह जारी रहता है, परिणामस्वरूप, संवहन होता है।
चित्र 01: प्राकृतिक संवहन का तंत्र
प्राकृतिक संवहन के उदाहरणों में शामिल हैं एक उबले अंडे को सामान्य हवा में रखने पर ठंडा करना, एक ठंडे पेय के डिब्बे को ठंडा करना आदि। प्राकृतिक संवहन के तंत्र पर विचार करते समय, सबसे पहले, एक के बाहर का तापमान गर्म वस्तु (ठंडी हवा में रखी) नीचे गिरती है। उसी समय, वस्तु से सटे हवा के तापमान में गर्मी हस्तांतरण के कारण वृद्धि होगी। तब हवा की इस आसन्न परत का घनत्व कम हो जाता है। नतीजतन, हवा ऊपर की ओर उठती है। इस क्षेत्र की जगह ठंडी हवा लेगी। फिर संवहन जारी है। अंत में, वस्तु ठंडी हो जाएगी।
जबरन संवहन क्या है?
मजबूर संवहन गर्मी हस्तांतरण की एक विधि है जिसमें बाहरी साधन द्रव की गति को प्रभावित करते हैं।वहां, बाहरी स्रोत जैसे पंपिंग, पंखे, चूषण उपकरण आदि द्रव गति उत्पन्न करने में उपयोगी होते हैं। यह विधि बहुत मूल्यवान है क्योंकि यह किसी गर्म वस्तु से ऊष्मा को कुशलतापूर्वक स्थानांतरित कर सकती है। इस तंत्र के कुछ सामान्य उदाहरणों में एयर कंडीशनिंग, स्टीम टर्बाइन आदि शामिल हैं।
जब मजबूर संवहन के तंत्र पर विचार करते हैं, तो इसमें प्राकृतिक तरीके से जटिल तंत्र होता है। ऐसा इसलिए है, क्योंकि इस पद्धति में, हमें दो कारकों को विनियमित करना होता है; द्रव गति और ऊष्मा चालन। इन दो कारकों का एक मजबूत संबंध है क्योंकि द्रव गति गर्मी हस्तांतरण को बढ़ा सकती है। उदाहरण: द्रव की गति की दर जितनी अधिक होगी, ऊष्मा का स्थानांतरण उतना ही अधिक होगा।
प्राकृतिक और जबरन संवहन में क्या अंतर है?
प्राकृतिक संवहन ऊष्मा अंतरण की एक विधि है जिसमें द्रव की गति प्राकृतिक साधनों से प्रभावित होती है। मजबूर संवहन गर्मी हस्तांतरण की एक विधि है जिसमें द्रव की गति बाहरी साधनों से प्रभावित होती है।गर्मी हस्तांतरण को प्रभावित करने वाले कारकों पर विचार करते समय, प्राकृतिक संवहन में गर्मी हस्तांतरण को प्रभावित करने वाले कोई बाहरी कारक नहीं होते हैं जबकि बाहरी कारक मजबूर संवहन में गर्मी हस्तांतरण का कारण बन सकते हैं।
प्राकृतिक संवहन में द्रव गति गर्म होने पर द्रव के घनत्व में परिवर्तन के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती है। हालांकि, मजबूर संवहन में द्रव गति बाहरी स्रोत जैसे पंपिंग, पंखे, चूषण उपकरणों के परिणामस्वरूप उत्पन्न होती है। एक उबले हुए अंडे को सामान्य हवा में रखने पर ठंडा करना, ठंडे पेय के डिब्बे की ठंडक का नुकसान आदि को प्राकृतिक संवहन के उदाहरण के रूप में शामिल किया जा सकता है, और एयर कंडीशनिंग, भाप टर्बाइन, आदि मजबूर संवहन के उदाहरण हैं।
सारांश – प्राकृतिक बनाम जबरन संवहन
संवहन प्राकृतिक संवहन और मजबूर संवहन के रूप में दो रूपों में होता है।प्राकृतिक और मजबूर संवहन के बीच अंतर यह है कि, प्राकृतिक संवहन में, प्राकृतिक साधन द्रव की गति को प्रभावित करते हैं, जबकि मजबूर संवहन में, बाहरी साधन द्रव की गति को प्रभावित करते हैं।
