В рамках теории пограничного слоя давление может рассматриваться как внешняя и, следовательно, известная сила. Таким образом, имеем систему из семи совместных уравнений с семью неизвестными. Эти уравнения с соответствующими граничными условиями позволяют решать задачи конвективного теплообмена. Решение этих уравнений может быть получено при различных предположениях относительно физических свойств жидкости и граничных условий для потока. Не приводя эти решения, кратко рассмотрим наиболее важные свойства полученных уравнений.

Анализ уравнений количества движения и энергии, которые определяют соответственно динамический и тепловой пограничные слои, обнаруживает заметное сходство их структуры, причем различие заключается только лишь в последних двух членах каждого из уравнений. Вообще говоря, это позволяет сделать заключение, что имеется взаимодействие и взаимозависимость между распределением скорости и распределением температуры.

В особом случае, когда подъемной силой можно пренебречь, взаимодействие прекращается, и поле скоростей не зависит от температурного поля, хотя обратная зависимость температурного поля от поля скоростей остается. Эти условия существуют при малых разностях температур и больших скоростях и числах Рейнольдса; подобные течения называют вынужденными.

Теплообмен при таких течениях называется вынужденной конвекцией. Течения, в которых преобладает подъемная сила, называются естественными или свободными, а соответствующий теплообмен - естественной или свободной конвекцией. Эти условия выполняются при больших разностях температур и низких скоростях потока.

Вынужденные течения можно разделить далее на течения с умеренными скоростями и течения с высокими скоростями, в зависимости от того, учитывается или не учитывается тепло, обусловленное трением и сжатием. При умеренных скоростях тепло от трения и сжатия пренебрежимо мало и зависимость температуры от поля скоростей определяется исключительно числом Прандтля.