전열기 위에 찬 물이 들어 있는 주전자를 올려 놓으면 시간과 더불어 물은 가열되어 온도가 상승한다. 그리고 주전자 속에서 가열되고 있는 물을 자세히 들여다 보면 끊임없이 물이 아래에서 위로 그리고 위에서 아래로 순환되는 것을 관찰할 수 있다. 그 이유는 물의 밀도는 온도에 반비례하기 때문에 전열기와 가장 가까운 아래 쪽의 더운 물은 밀도가 낮아서 위로 상승하는 반면 상대적으로 찬 물은 밀도가 높아 아래로 하강하기 때문이다.
이와 같이 온도 차이에 의한 밀도 차이로 순환하는 유체흐름에 따란 열이 전달되는 현상을 자연대류 열전달(natural convective heat transfer)이라고 부른다. 반면, 전열기 위의 주전자를 손으로 흔들어 주게 되면 물이 가열되는데 걸리는 시간은 줄어든다. 그 이유는 온도차이에 따른 밀도차이 외에 주전자의 요동에 따라 내부 물이 강제적으로 뒤섞여서 열이 보다 잘 전달되기 때문이다. 이와 같이 유체의 강제적인 흐름에 따라 열이 전달되는 현상을 강제대류 열전달(forced convective heat transfer)이라고 부른다.
대류(convection)라는 용어 자체는 물이나 공기와 같은 유체의 흐름에 편승하여 물리량이 전달되는 현상을 지칭한다. 한편, 열의 자연대류나 강제대류 현상을 수치해석적으로 재현하기 위해서는 열전달(heat transfer)과 유동(flow)의 상호작용을 반영할 수 있는 열-유동 연계해석(thermal-flow coupled analysis) 기법을 적용하여야 한다. > 대류 열전달 더 자세히 보기🔎
