对流是指流体内部的分子运动，是热传与质传的主要模式之一。热对流（亦称为对流传热）是三种主要热传方式中的其中一种（另外两种分别是热传导与热辐射），通常发生在流体内或流体和容器之间有温度差时，因为温度的差异会使得流体之间密度不同。质传方面的例子如不同的盐分密度或者是外力的施与引起密度不均，也会引起对流。在大气中、海洋内、以及行星的地函里，也都有对流在发生。

       强制对流，是对流传热的一种,液体或气体在外力影响下所发生的对流。例如液体在泵或搅拌器的作用下和气体在鼓风机的作用下，都会发生对流。

       强制对流包括内部强制对流和外部强制对流，内部流动与外部流动的区别主要在于流动边界层与流道壁面之间的相对关系不同：在外部流动中，换热壁面上的流体边界层可以自由地发展，不会受到流道壁面的阻碍或限制。因此，在外部流动中往往存在着一个边界层外的区域，在那里无论速度梯度还是温度梯度都可以忽略。而在内部流动中，换热壁面上边界层的发展受到流道壁面的限制，因此其换热规律就与外部流动有明显的区别。其中外部强制对流有流体横掠单管、球体及管束等。

一 相似的定义：

定义：对于两个同类的物理现象，如果在相应的时刻与相应的地点上与现象有关的物理量一一对应成比例，则称两现象彼此相似。

同类物理现象：有相同形式并具有相同内容的微分方程式所描写的现象。

相似的条件:

1)几何相似：物理相似第一点，就是必须几何相似。

2)流场相似：各对应点的速度必须成一定比例。

3)温度场相似：各对应点的温度必须成一定比例

在两同类现象中，如果满足对应物理量比值相等的条件，这两现象必相似。称之为相似条件。

如两同类物理现象相似，则两现象中量纲相同的物理量的比值一定相等。称之为相似性质。

二  准则数

以上研究稳态、无相变对流换热的常用准则，它们反映了两相似流场物理量间的联系.

三  Nu与Bi的区别：

  1.Bi数中的λ是固体的λ，而Nu中的λ是液体的λ。

  2.Bi数中的h应是总换热系数

  3.Bi数的物理意义为：固体内部的导热热阻和外部换热热阻之比。

    Nu数的物理意义为：流体的导热热阻和对流换热热阻之比。

四  量纲分析法：

   在已知相关物理量的前提下，采用量纲分析获得无量纲量

   p π定理：设影响物理现象的物理量有n个，其函数关系为f(n1.n2.n3.n4……)=0，设这些物理量含有m个基本因次，则这个物理现象可用（n-m）个无因次数π来描述

各物理量

五  定性温度、特征长度

   流体沿平板流动换热时：

 

   流体在管内流动换热时： 

   特征长度：包含在相似特征数中的几何长度

        管内流动换热，取直径 d

        纵掠平板，取板长 L

六  内部流动强制对流换热实验关联式

  

     

加热流体时 n=0.4  冷却流体时 n=0.3

层流：        

过渡区： 

旺盛湍流： 

定性温度: 

七 自然对流换热及实验关联式

   

   

式中 c 和 n 查表6－10

定性温度   

  中温度为   

修正要求: 

1)非圆形截面槽道

2)短管修正

3)温差修正

4)管壁粗糙度

壁面与流体之间的温差是流体产生自然对流和换热的根本原因

自然对流换热可分成大空间和有限空间两类

表6－10