Rayleigh Sayısı Hesaplayıcı

Rayleigh Sayısı (RN), bir akışkan tabakasındaki akış koşulunu karakterize eden, akışkan dinamiğindeki boyutsuz bir sayıdır. Akışkan içindeki kaldırma kuvvetiyle yönlendirilen akışın viskoz kuvvetine ve termal yayınıma oranını ifade eder. Bu sayı, akışkan tabakasında konveksiyonun başlangıcını belirlemede önemlidir.

Tarihsel Arka Plan

Rayleigh Sayısı kavramı, akışkan dinamiği ve ısı transferi anlayışına önemli katkılarda bulunan İngiliz fizikçi Lord Rayleigh'in adını taşır. Bu boyutsuz nicelik, konvektif ısı transferi ve akışkan akışı olaylarının incelenmesinde temeldir.

Hesaplama Formülü

Rayleigh Sayısı şu formül kullanılarak hesaplanır:

\[ RN = GN \times PN \]

Burada:

• \(RN\) = Rayleigh Sayısı
• \(GN\) = Grashof sayısı
• \(PN\) = Prandtl sayısı

Örnek Hesaplama

Grashof sayısı 2.5 ve Prandtl sayısı 3.75 verildiğinde, Rayleigh Sayısı aşağıdaki gibi hesaplanabilir:

\[ RN = 2.5 \times 3.75 = 9.375 \]

Önemi ve Kullanım Senaryoları

Rayleigh Sayısı şu alanlarda kullanılır:

• Isı Transferi Analizi: Isı transferi modunu (iletkenlik veya konveksiyon) belirlemek için.
• Çevresel Çalışmalar: Atmosferik ve okyanusal sirkülasyonları modellemede.
• Mühendislik Uygulamaları: Isıtma, havalandırma ve klima (HVAC) sistemlerinin tasarımında ve ısı eşanjörlerinin analizinde.

Sıkça Sorulan Sorular

1. Yüksek bir Rayleigh Sayısı neyi gösterir?

   • Yüksek bir Rayleigh Sayısı, güçlü bir kaldırma kuvvetiyle yönlendirilen akışı gösterir ve konveksiyonun iletkenliğe göre baskın olduğunu gösterir.

2. Rayleigh Sayısı konveksiyonun başlamasını nasıl etkiler?

   • Konveksiyon, Rayleigh Sayısı kritik bir değeri aştığında meydana gelir ve konvektif akımların gelişimine yol açar.

3. Rayleigh Sayısı tüm akışkanlara uygulanabilir mi?

   • Evet, akışkan özellikleri ve akış geometrisi bilindiği takdirde Rayleigh Sayısı herhangi bir akışkana uygulanabilir.