Konvektion (Wärmeübertragung)

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Konvektion (von lateinisch convehere ‚zusammentragen‘, ‚zusammenbringen‘) oder Wärmeströmung ist, neben Wärmeleitung und Wärmestrahlung, einer der drei Mechanismen zur Übertragung von Energie, die als Wärmeübertragung bezeichnet werden. Konvektion ist stets mit dem Transport von Teilchen verknüpft, die ihre Energie mitführen, daher wird auch die Bezeichnung Wärmemitführung verwendet. In nicht-permeablen Festkörpern oder im Vakuum kann es folglich keine Konvektion geben. Konvektion ist in Gasen oder Flüssigkeiten kaum zu vermeiden.

Auch Feststoffpartikel in Fluiden können an der Konvektion beteiligt sein, siehe z. B. Wirbelschicht. Festkörper können also auch durch Bewegung Wärmeenergie transportieren, wenn sie diese an einem Ort aufnehmen und später an einem anderen abgeben, was aber für sich keine Konvektion ist. Erst die Strömung eines Fluids ermöglicht die Konvektion.

Im Zusammenhang mit Strömungen finden neben der hier beschriebenen Wärmeübertragung durch Konvektion (Wärmeströmung) weitere konvektive Vorgänge statt, die neben Energie weitere physikalische Größen übertragen.

Streng genommen ist nach der heutigen Definition von Wärme (siehe die Begriffsentwicklung in Wärme#Überblick) die von der Strömung transportierte Größe nicht als Wärme zu bezeichnen, denn ihr Transport beruht auf dem Fließen des Mediums und nicht auf Temperaturunterschieden. Mitgeführt wird die innere Energie oder Enthalpie des Mediums. Die Bezeichnung der Konvektion als einer der drei Mechanismen der Wärmeübertragung ist aber fest eingebürgert.

Im Zusammenhang mit Konvektion treten typischerweise konvektive Zellen auf, innerhalb derer das Fluid in einem Kreislauf zwischen Wärmequelle und -senke zirkuliert. Konvektive Zellen können sehr klein oder auch sehr groß sein, große Zellen können viele kleinere Zellen enthalten.