對流

對流通常發生在流體內或流體和容器之間有溫度差時，因為溫度的差異會使得流體之間的亲密度不同，當液體或氣體物質一部分受熱時，體積膨脹，密度減少，逐漸上升，其位置由周圍溫度較低、密度較大的物質補充之，此物質再受熱上升，周圍物質又來補充，如此循環不已，遂將熱量由流動之流體傳播到各處。質傳方面的例子如不同的鹽分密度或者是外力的施與引起密度不均，也會引起對流。在大氣中、海洋內、以及行星的地函裡，也常有對流發生。

在熱傳學中，對流被分為自然對流與強制對流。自然對流是指在流體之間僅有溫度差存在時發生的運動，例如，熱空氣上升冷空氣下降（因為熱空氣密度較冷空氣小所以會上升，反之冷空氣密度較熱空氣大所以會下降）。

自然对流是指当流体内部因温度差异导致流体运动的对流现象。例如：空气从暖气片的表面上升。

自然对流的前提是被加热的材料获得更多的浮力上升，冷一些的材料下沉。自由对流在很多气体或液体中因为温度变化产生的膨胀和收缩并在一个加速度场如重力或者离心力的影响下就会发生。局部密度变化产生的浮力是流体运动的原因。在失重状态下，因为浮力不再存在，所以也不会有自由对流现象。

强制对流是指当有外力推动（如通过泵或者风扇）流体导致流体运动的对流现象。例如：电风扇加热器，当风吹过加热元件时，空气就被加热。当一个人冲着食物吹气以降温时，就使用的是强制对流。

经过流体表面的局部对流热通量表示为

${\displaystyle q'=h(T_{s}-T_{\infty })}$

其中：

• ${\displaystyle q'}$ - 局部热通量（${\displaystyle dq/dA}$）
• ${\displaystyle h}$ - 局部对流系数
• ${\displaystyle T_{s}}$ - 表面温度
• ${\displaystyle T_{\infty }}$ - 精制或环境温度

通过一个表面总热传导通过计算${\displaystyle q}$的积分得到，

${\displaystyle q=\int _{A_{s}}q'\,dA_{s}}$

其中：

• ${\displaystyle A_{s}}$ - 表面面积
• ${\displaystyle q}$ - 总热导率（单位是能量/单位时间）

这就引出平均对流系数${\displaystyle {\bar {h}}}$的定义，

${\displaystyle q={\bar {h}}A_{s}(T_{s}-T_{\infty })}$

参看：流体力学、努塞尔特数、格拉晓夫数和熱傳係數。

其他關於熱對流的應用，在空氣的對流方面，我們多將室內的冷氣裝置須置於上部，暖氣機須置於室內低處，主要是因為冷空氣下降，熱空氣上升的原因，所以空氣之間會產生對流；煙囪的設置，煙囪就是要幫助氣體對流，當熱空氣順著煙囪向上傳遞時，新鮮的冷空氣可以不斷補充，讓爐內的燃燒效果更好。

另外，我們常見的有關對流的實例如冬天睡覺時蓋棉被，主要是可以防止棉被內外空氣的對流而保持體溫；喝熱水時，若嫌其太熱，常用口吹氣，這是因為吹氣時，鄰近空氣發生對流作用，把熱水的熱帶走，而使熱水易冷卻；失火的地方，常有風助火勢；濱海地區，夏日白天常吹海風，晚上常吹陸風等都是熱對流的例子。

• 流體力學
• 熱力學