Die Rayleigh-Zahl R a {\displaystyle 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.
R a l , c = G r l , c ⋅ P r = g ⋅ β ν 2 ⋅ ( T s − T ∞ ) ⋅ l 3 ⋅ P r {\displaystyle Ra_{l,c}=Gr_{l,c}\cdot Pr={\frac {g\cdot \beta }{\nu ^{2}}}\cdot (T_{s}-T_{\infty })\cdot l^{3}\cdot Pr}

wobei

  • G r l , c {\displaystyle Gr_{l,c}} = die dimensionslose Grashof-Zahl
  • P r {\displaystyle Pr} = die dimensionslose Prandtl-Zahl
  • g {\displaystyle g} = Schwerebeschleunigung (z. B. Erdbeschleunigung in SI-Einheiten 9,81 m/s²)
  • β {\displaystyle \beta } = Wärmeausdehnungskoeffizient (in SI-Einheiten 1/K)
  • ν {\displaystyle \nu } = kinematische Viskosität des Fluids (in SI-Einheiten m²/s)
  • T s {\displaystyle T_{s}} = charakteristische Temperatur (in SI-Einheiten K)
  • T ∞ {\displaystyle T_{\infty }} = Ruhetemperatur (in SI-Einheiten K)
  • l {\displaystyle l} = charakteristische Länge (in SI-Einheiten m)

Siehe auch

  • Bénard-Experiment

Die UltraviolettKatastrophe und das RayleighJeansGesetz

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RayleighZahl Lexikon der Physik