静止的流体一旦与不同温度的固体表面相接触，紧邻表面的薄层（即热边界层）流体受表面温度的影响，其温度和密度都将改变。在重力场中，如果密度梯度与重力的方向相垂直，则立即引起流体的自然对流。浮升力（或沉降力）导致热边界层内流体上升（或下降）和层外流体下降（或上升）的自然对流。因此，固体表面与流体间的温度差是流体产生自然对流传热的根本原因。流体沿壁面作自然对流传热时，靠近壁面处形成流动边界层。紧邻竖壁的边界层内流体的流动，也有层流和湍流之分。作用在边界层中流体质点上的力，主要是浮升力和粘性力，惯性力相对很小，甚至可以忽略。在高温竖壁底处的起始段，近壁流体温升不大，浮升效应弱，由于粘性力的关系，流动呈层流状态。达一定距离后，近壁流体的温度已升高到使浮升力的影响超过粘性力。此时，流动稍受外界干扰，即逐渐过渡到湍流状态。
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