움직이는 유체가 운반한다
유체가 다른 위치로 이동하면 그 부분이 가진 에너지와 성분도 함께 이동할 수 있다. 이 집단적인 이동이 물질 전체의 큰 흐름을 필요로 하지 않는 열전도와 구별되는 점이다.
열전달을 다루는 공학에서는 표면 근처의 전도와 유체의 이동을 결합해 대류 열전달로 설명하는 경우가 많다. 용어가 사용되는 맥락에 따라 강조하는 범위가 다를 수 있다.
자연 대류의 조건
온도 변화로 밀도 차이가 생기고 중력장에서 부력이 작용하면 흐름이 형성될 수 있다. 유체의 점성과 경계 조건은 흐름이 시작되고 유지되는 데 영향을 준다.
뜨거우면 반드시 위로 흐른다는 설명은 조건을 생략한다. 물질의 밀도 변화 특성과 가열 방향, 안정한 층 구조 등에 따라 흐름이 억제되거나 다른 형태로 나타날 수 있다.
외부에서 흐름을 만들 때
강제 대류에서는 팬이나 펌프가 유체의 이동을 만든다. 자연 대류와 강제 대류가 동시에 중요한 혼합 대류도 있으므로 모든 상황을 둘 중 하나로만 나눌 수는 없다.
흐름을 빠르게 하면 열전달이 커지는 경우가 많지만, 장치의 형상과 유동 상태 및 필요한 동력도 함께 고려해야 한다. 유속 한 값으로 모든 성능을 비교하기는 어렵다.
대기에서 실내까지
가열된 지표 부근의 공기 흐름과 냉각 장치 주변의 유동은 대류를 살펴볼 수 있는 사례다. 대기에서는 수증기의 응결과 주변 바람도 흐름에 영향을 준다.
실제 온도 분포는 대류만으로 결정되지 않는다. 벽이나 물체를 통한 전도, 표면 사이의 복사까지 함께 작용하므로 각 전달 경로를 구분해서 살펴야 한다.