Под конвекцией понимают процесс переноса вещества в среде за счет перемещения микрочастиц жидкости (газа). Конвекция возможна только в текучей среде. Перенос теплоты конвекцией всегда сопровождается теплопроводностью, причем главную роль в совместной передаче теплоты играет конвективный перенос.

Совместный процесс переноса теплоты конвекцией и теплопроводностью называется теплообменом. Различают свободную и вынужденную конвекцию. Конвекция создаваемая принудительным способом, например вентилятором, называется вынужденной. Если же движение элементов объема среды вызвано наличием в ней температурных разностей, а следовательно разных плотностей, то такая конвекция называется свободной или естественной. Процесс конвективного теплообмена может быть стационарным или нестационарным. В первом случае температурное поле жидкости не изменяется во времени, во втором – переменно во времени.

Процесс конвективного теплообмена между движущейся жидкой средой и поверхностью омываемого твердого тела называется теплоотдачей.

При изучении процесса теплообмена между жидкостью и стенкой установлено, что количество теплоты, отдаваемое телом или получаемое им от окружающей среды, прямо пропорционально площади поверхности тела (F), разности температур среды (жидкости) () и поверхности тела (), длительности процесса, а также зависит от физических свойств среды, характера ее движения, формы тела и его геометрических размеров. Для элементарной площадки и элементарного времени процесс описывается уравнением:

,

называемым основным уравнением конвективного теплообмена или законом Ньютона-Рихмана.

Здесь   – коэффициент пропорциональности, названный коэффициентом теплоотдачи, Вт/(м²·К);  – температурный напор.

Для стационарного процесса теплообмена при неизменных температурах среды и площади поверхности тепловой поток:

,

а плотность теплового потока:

.

Из уравнения Ньютона-Рихмана имеем:

т.е. коэффициент теплоотдачи равен количеству теплоты, воспринимаемой (или отдаваемой) единицей поверхности в единицу времени при разности температур между поверхностью и движущейся средой в 1 К. Коэффициент теплоотдачи характеризует интенсивность теплообмена между поверхностью тела и омываемой средой и учитывает конкретные условия протекания этого процесса.