强制对流

强制对流是一种机制或运输类型，其中流体运动是由外部源（如泵、风扇、抽吸装置等）产生的。 除了自然对流、热辐射和热传导之外，它也是一种热传递方法，可以非常有效地传输大量热能。

这种机制在日常生活中非常普遍，包括中央供暖、空调、蒸汽轮机和许多其他机器。 工程师在设计或分析热交换器、管道流以及温度与流不同的板上流时经常会遇到强制对流（例如，在重返大气层期间穿梭机翼的情况）。

在任何强制对流情况下，只要存在重力，就会始终存在一定量的自然对流（即，除非系统处于惯性系或自由落体中）。 当自然对流不可忽略时，这种流动通常称为混合对流。

在分析潜在的混合对流时，称为阿基米德数 (Ar) 的参数参数化了自由对流和强制对流的相对强度。 阿基米德数是格拉斯霍夫数与雷诺数平方的比值，代表浮力与惯性力的比值，代表自然对流的贡献。 当 Ar ≫ 1 时，自然对流占主导地位，而当 Ar ≪ 1 时，强制对流占主导地位。

当自然对流不是重要因素时，使用强制对流理论的数学分析通常会产生准确的结果。 强制对流的重要参数是 Péclet 数，它是热量的平流（通过电流移动）和扩散（从高浓度到低浓度的移动）的比率。

当 Peclet 数远大于单位 (1) 时，平流主导扩散。 同样，比值小得多表明相对于平流的扩散率更高。