Rayleigh-Zahl

Rayleigh-Zahl

Physikalische Kennzahl
Name Rayleigh-Zahl
Formelzeichen Ra
Dimension dimensionslos
Definition Ral,c=Grl,cPr=gβν2(TsT)l3Pr
g Erdbeschleunigung
β Wärmeausdehnungskoeffizient
ν kinematische Viskosität
Ts charakteristische Temperatur
T Ruhetemperatur
l Charakteristische Länge
Benannt nach John William Strutt, 3. Baron Rayleigh
Anwendungsbereich Wärmeübertragung innerhalb Fluiden

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.
Ral,c=Grl,cPr=gβν2(TsT)l3Pr

wobei

  • Grl,c = die dimensionslose Grashof-Zahl
  • Pr = die dimensionslose Prandtl-Zahl
  • g = Schwerebeschleunigung (z. B. Erdbeschleunigung in SI-Einheiten 9,81 m/s²)
  • β = Wärmeausdehnungskoeffizient (in SI-Einheiten 1/K)
  • ν = kinematische Viskosität des Fluids (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