對流（或對流傳熱）是由于流體的運動而將熱量從一個地方傳遞到另一個地方。 盡管經常被討論為一種獨特的傳熱方法，但對流傳熱涉及傳導（熱擴散）和平流（通過整體流體流動進行傳熱）的組合過程。 對流通常是液體和氣體傳熱的主要形式。

請注意，此對流定義僅適用于傳熱和熱力學環境。 它不應與動態流體現象的對流相混淆，后者在熱力學背景下通常被稱為自然對流，以區分兩者。

可以通過浮力以外的方式（例如，汽車發動機中的水泵）通過流體的運動來強制對流。 流體的熱膨脹也可以強制對流。 在其他情況下，當流體被加熱時，僅自然浮力就完全負責流體運動，這個過程稱為自然對流。 一個例子是煙囪中或任何火周圍的氣流。 在自然對流中，溫度升高會導致密度降低，當不同密度的流體受到重力（或任何 g 力）的影響時，這又會由于壓力和力而導致流體運動。 例如，當在爐子上加熱水時，鍋底的熱水被下落的較冷、密度較大的液體取代（或被迫上升）。 加熱停止后，這種自然對流的混合和傳導最終會導致幾乎均勻的密度和均勻的溫度。 如果不存在重力（或導致任何類型的 g 力的條件），則不會發生自然對流，并且只有強制對流模式起作用。

對流傳熱模式包括一種機制。 除了由于特定分子運動（擴散）引起的能量傳遞外，能量還通過流體的體積或宏觀運動傳遞。 這種運動與這樣一個事實有關，即在任何時刻，大量分子都在集體移動或作為聚集體移動。 在存在溫度梯度的情況下，這種運動有助于傳熱。 因為聚集體中的分子保持它們的隨機運動，所以總熱傳遞是由于分子的隨機運動和流體的整體運動能量傳輸的疊加。 當提到這種累積傳輸時，習慣上使用術語對流，而當提到由于整體流體運動引起的傳輸時，通常使用術語平流。

可以區分兩種類型的對流傳熱：

• 自由或自然對流：流體運動是由浮力引起的，浮力是由于流體中的熱±溫度變化導致密度變化而產生的。 在沒有內部源的情況下，當流體與熱表面接觸時，其分子分離并分散，導致流體密度降低。 結果，流體被置換，而較冷的流體變得更稠密并且流體下沉。 因此，較熱的體積將熱量傳遞給該流體的較冷的體積。 熟悉的例子是火或熱物體導致空氣向上流動，以及從下方加熱的鍋中水的循環。
• 強制對流：當流體通過內部源（例如風扇、攪拌和泵）被迫流過表面時，會產生人工誘導的對流。

在許多實際應用中（例如太陽能中央接收器的熱損失或光伏面板的冷卻），自然對流和強制對流同時發生（混合對流）。

內部和外部流動也可以分類對流。 當流體被固體邊界包圍時（例如流經管道時），就會發生內部流動。 當流體無限延伸而沒有遇到固體表面時，就會發生外部流動。 這兩種類型的對流，無論是自然的還是強制的，都可以是內部的或外部的，因為它們彼此獨立。 總體溫度或平均流體溫度是評估與對流傳熱相關的特性的方便參考點，特別是在與管道和管道中的流動相關的應用中。

可以根據固體表面的光滑度和起伏度進行進一步分類。 并非所有表面都是光滑的，盡管大部分可用信息都涉及光滑表面。 波浪形不規則表面常見于傳熱設備，包括太陽能集熱器、再生熱交換器和地下儲能系統。 它們在這些應用的傳熱過程中發揮著重要作用。 由于表面的起伏導致它們增加了復雜性，因此需要通過優雅的簡化技術以數學技巧來解決它們。