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