in de natuurkunde, thermische convectie van een vloeistof wordt vertoond door het verschijnen van geometrische structuren waardoor de vloeistof beweegt, gesloten circuits vormen. Dit fenomeen is van vitaal belang voor veel industriële toepassingen waarin een vloeistof aanwezig is. Bénard-convectie is een van de meest bestudeerde problemen in de vloeistofdynamica. Nutsvoorzieningen, een team van wetenschappers van de Universiteit van Extremadura en de Sapienza Universiteit van Rome heeft een nieuw type convectie gevonden dat voorkomt in een granulaire vloeistof en tot nu toe niet was gedetecteerd in traditionele vloeistoffen (vloeistoffen, gassen, enzovoort.). De experimentele ontwikkeling en resultaten zijn gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven .

Korrelige media worden gevormd door macroscopische vaste deeltjes met een grootte van meer dan 1 micrometer (μm) die, door agitatie of injectie van energie, met elkaar omgaan en botsen, gedraagt ​​zich als een gas of een vloeistof. In dit specifieke medium de onderzoekers hebben de omstandigheden bepaald die systematisch thermische convectie produceren in een korrelig gas via zwaartekracht en gefluïdiseerd door een trillende basis. De resulterende convectie is anders dan traditionele convectie in vloeistoffen, omdat het wordt geproduceerd door inerte wanden. De eigenschappen zijn verschillend, te, omdat er slechts twee convectiecellen worden gevormd (één per inerte wand) die, in het experiment ontworpen door de auteurs, zijn te vinden op de zijwanden van het systeem. Daarom, deze wetenschappers hebben het "thermische convectie langs de zijwand" genoemd.

"Tot nu toe, geen vergelijkbaar experiment had de sleutel gevonden, of de reden achter deze convectie. We realiseerden ons dat de kleine bollen in de experimentdoos afkoelden toen ze inelastisch tegen de zijwand botsten. Het is precies dit temperatuurverschil tussen de hete zone en de twee koudere muren, samen met de werking van de zwaartekracht, die verantwoordelijk is voor dit nieuwe type granulaire convectie, " legt Francisco Vega Reyes uit, een theoretisch fysicus aan de Universiteit van Extremadura en lid van het Advanced Scientific Computation Institute. Dit gebeurt ongeacht de temperatuur, hoewel hoe meer de zijwand de warmte absorbeert, hoe intenser de convectie zal zijn.

"Dit is een convectie veroorzaakt door loodrechte gradiënten, " zegt Vega. Twee gradiënten, parallel en verticaal - zwaartekracht en de warmtebron aan de basis - en een horizontale gradiënt, bestaat uit het verschil in energie afkomstig van de inelastische botsingen tegen de zijwand.

Deze granulaire dynamiek biedt tal van toepassingen in de lucht- en ruimtevaartindustrie, zoals voor het vergroten van de effectiviteit van de beweging van robots in zwakke zwaartekrachtvelden en in die waarin rekening wordt gehouden met de fluïdisatie-eigenschappen van het zanderige medium waarin ze bewegen. Bovendien, "Als we de convectieomstandigheden beheersen, we kunnen het meng- en roerproces verbeteren in het geval van korrelige materiaalcomponenten zoals farmaceutische verbindingen, ", voegt Vega toe.

De onderzoekers werken momenteel aan theoretische modellen om dit soort convectie in vloeistoffen te reproduceren, technisch gezien, dit fenomeen zou een toepassing kunnen hebben in de vloeistofmechanica.