Калькулятор числа Рэлея

Число Рэлея (RN) — безразмерное число в гидродинамике, характеризующее условия течения в слое жидкости. Оно обозначает отношение конвективного течения к вязкой силе и тепловой диффузии внутри жидкости. Это число имеет решающее значение для определения начала конвекции в слое жидкости.

Историческое обоснование

Понятие числа Рэлея названо в честь Лорда Рэлея, британского физика, внесшего значительный вклад в понимание гидродинамики и теплопередачи. Эта безразмерная величина является фундаментальной в изучении конвективного теплопереноса и явлений течения жидкостей.

Формула вычисления

Число Рэлея вычисляется по формуле:

\[ RN = GN \times PN \]

Где:

• \(RN\) = число Рэлея
• \(GN\) = число Грассгофа
• \(PN\) = число Прандтля

Пример вычисления

При числа Грассгофа 2,5 и числе Прандтля 3,75 число Рэлея можно вычислить следующим образом:

\[ RN = 2,5 \times 3,75 = 9,375 \]

Важность и сценарии использования

Число Рэлея используется в:

• Анализе теплопереноса: для определения режима теплопереноса (теплопроводность или конвекция).
• Экологических исследованиях: при моделировании атмосферной и океанической циркуляции.
• Инженерных приложениях: проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ) и анализе теплообменников.

Часто задаваемые вопросы

1. Что указывает высокое число Рэлея?

   • Высокое число Рэлея указывает на сильное течение, вызванное плавучестью, что свидетельствует о том, что конвекция преобладает над теплопроводностью.

2. Как число Рэлея влияет на начало конвекции?

   • Конвекция возникает, когда число Рэлея превышает критическое значение, что приводит к развитию конвективных потоков.

3. Можно ли применять число Рэлея ко всем жидкостям?

   • Да, число Рэлея применимо к любой жидкости, если известны свойства жидкости и геометрия потока.