流体（液体或气体）中温度不同的各部分之间发生相互混合的宏观运动而引起的热量传递现象，称为热对流。由于流体内部温度不均匀时也不可避免地产生导热，因此热对流总是和热传导同时发生。它是流体宏观相对运动（对流）与微观粒子的热运动（导热）两种机理联合作用的结果，这种复杂的传热过程称为对流换热。

对流换热是指流体各部分因产生相对位移而引起的热量传输现象，它是一个伴随动量传输而进行的传热过程。对流换热也是电子元件和LED器件散热的主要方式之一。

英国科学家牛顿提出，当流体对固体表面加热或冷却时，通过二者之间的热流密度与流体温度和固体表面温度的差值成正比。在此基础上，人们总结出了计算对流换热的基本公式，称为牛顿冷却公式［式（2-6）］。

式中　Δt——流体和物体表面的温差，约定永远为正（K或℃）；

h——表面传热系数［W／（m2·℃）］。

由式（2-6）可得：

式中　Rth——对流热阻（℃／W或K／W）；

Rth-A——单位面积上对流热阻［（m2·℃）／W或（m2·K）／W］。

对流换热是一种十分复杂的换热过程。物体的物性、物态的改变、换热面的几何条件和边界条件都会影响对流换热，因此工程对流换热问题大多依靠实验建立无量纲方程来进行。

在对对流传热进行无量纲化时，得到了几个无量纲相似特征数，它们分别为努塞尔数、雷诺数、普朗特数和格拉晓夫数（见表2-1）。

表2-1　常见特征数的物理意义及表达式

强制对流无量纲关系式可表示为：(www.daowen.com)

自然对流无量纲关系式可表示为：

式中，C、n和m均为常数，通过实验确定，根据研究对象的不同而取不同数值。

在利用以上无量纲关系式进行热对流分析时，必须注意定性温度、特征尺寸及特征速度的选用规定。

由Nu＝hl／λ可知，求得Nu后，即可求得h。

流体外掠平板流动时，当雷诺数Re≤5×105时，

当雷诺数5×105≤Re≤107时，

大空间自然对流换热的C、n值见表2-2。

表2-2　各种自然对流换热的C、n值和特征尺寸及适用范围