为什么在传热过程中会出现对流现象?对流与传导、辐射传热有何不同之处?

对流现象在传热过程中出现主要是因为流体的不同部分存在温度差异,导致密度不同,进而产生流动。具体来说,当流体某部分受热后,密度降低,该部分流体因浮力作用而上升,周围温度较低、密度较大的流体则补充到空缺位置,形成循环流动。这种由于流体本身的运动而传递热量的现象,称为对流换热。例如,烧水时,水受热后上浮,冷的水下移,形成对流,加速了水温的整体升高过程。建筑物内部热气上升,冷空气下沉,也属于自然对流现象。工程应用中,为了加强传热效果,常利用泵、风扇等强制流动,称为强制对流,如散热器冷却发动机,空调调节室内温度等,都是利用强制对流提高传热效率的实例。对流与其他传热方式的主要区别在于,它涉及到流体宏观运动;而传导传热是通过物质微观粒子(原子、分子)的热振动,从高温区向低温区传递能量,不伴随物质的宏观位移,适用于固体间的传热,如金属管道内的热传导;辐射传热则是物体由于具有温度而释放电磁波的过程,不依赖于媒介物质,可以在真空中进行,太阳辐射地球就是辐射传热的经典例子。