Nombre de Rayleigh

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Le nombre de Rayleigh (Ra) est un nombre sans dimension utilisé en mécanique des fluides et caractérisant le transfert de chaleur au sein d'un fluide : inférieur à une valeur critique de 2 000, le transfert s'opère essentiellement par conduction, tandis qu'au-delà de cette valeur c'est la convection libre ou naturelle qui devient importante.

On peut le définir comme le produit du nombre de Grashof, reliant les effets de la force gravifique à la viscosité du fluide, et du nombre de Prandtl.

Ce nombre porte le nom de Lord Rayleigh, physicien anglais.

On le définit de la manière suivante :

{Ra} = \frac{g \beta} {\nu \alpha} (T_s - T_\infin) {L_c}^3 = {Gr} \cdot {Pr}

avec

Le nombre de Péclet possède la même définition que le nombre de Rayleigh, mais le rapport concerne le transfert thermique par conduction/convection forcée. Dans la plupart des cas, le nombre de Rayleigh est grand, de 106 à 108.

En géophysique le nombre de Rayleigh a une importance capitale : aux échelles de temps géologiques, le manteau terrestre est un fluide dont la valeur critique (Ra) est : 106 < Ra < 108, bien supérieure à la valeur critique du nombre de Rayleigh, ce qui indique que ce manteau est parcouru de mouvements de convection : la convection mantellique.

Voir aussi[modifier | modifier le code]