Die Rayleigh-Zahl $ Ra $ (nach John William Strutt, 3. Baron Rayleigh) ist eine dimensionslose Kennzahl, die den Charakter der Wärmeübertragung innerhalb eines Fluids beschreibt:
- wenn die Rayleigh-Zahl einen kritischen Wert für das Fluid übersteigt, ist die Wärmeübertragung primär durch Konvektion gegeben.
- wenn sie unterhalb des kritischen Wertes bleibt, ist die Wärmeübertragung primär durch Wärmeleitung gegeben.
- $ Ra_{l,c} = Gr_{l,c} \cdot Pr = \frac{g \cdot \beta} {\nu \cdot a} \cdot (T_s - T_\infin) \cdot l^3 $
wobei
- Gr = die dimensionslose Grashof-Zahl
- Pr = die dimensionslose Prandtl-Zahl
- g = Schwerebeschleunigung (z. B. Erdbeschleunigung in SI-Einheiten 9,81 m/s²)
- $ \beta $ = Wärmeausdehnungskoeffizient (in SI-Einheiten 1/K)
- $ \nu $ = kinematische Viskosität des Fluids (in SI-Einheiten m²/s)
- a = Temperaturleitfähigkeit (in SI-Einheiten m²/s)
- Ts = charakteristische Temperatur (in SI-Einheiten K)
- T∞ = Ruhetemperatur (in SI-Einheiten K)
- l = charakteristische Länge (in SI-Einheiten m)
Siehe auch
- Bénard-Experiment