Dynamischer Druck – Geschwindigkeitsdruck
Im Allgemeinen ist Druck ein Maß für die Kraft, die pro Flächeneinheit auf die Grenzen eines Stoffes ausgeübt wird . Der Begriff dynamischer Druck (manchmal auch Geschwindigkeitsdruck genannt ) wird mit dem Flüssigkeitsfluss und dem Bernoulli-Effekt in Verbindung gebracht, der durch die Bernoulli-Gleichung beschrieben wird :
Dieser Effekt bewirkt die Absenkung des Flüssigkeitsdrucks (statischen Drucks) in Bereichen, in denen die Strömungsgeschwindigkeit erhöht ist. Diese Druckverringerung in einer Verengung eines Strömungswegs mag nicht intuitiv erscheinen, wenn man Druck als Energiedichte betrachtet. Im Hochgeschwindigkeitsstrom durch die Verengung muss die kinetische Energie (dynamischer Druck – ½.ρ.v 2 ) auf Kosten der Druckenergie (statischer Druck – p) zunehmen.
Wie man sieht, ist dynamischer Druck dynamischer Druck ist einer der Ausdrücke der Bernoulli-Gleichung. In der inkompressiblen Fluiddynamik ist der dynamische Druck die Größe, die definiert wird durch:
Die vereinfachte Form der Bernoulli-Gleichung kann in der folgenden einprägsamen Wortgleichung zusammengefasst werden:
statischer Druck + dynamischer Druck = Gesamtdruck (Staudruck)
Gesamt- und Staudruck sind keine Drücke im üblichen Sinne – sie können nicht mit einer Aneroid-, Bourdon- oder Quecksilbersäule gemessen werden.
Um mögliche Unklarheiten im Zusammenhang mit dem Druck in der Fluiddynamik zu vermeiden, verwenden viele Autoren den Begriff statischer Druck, um ihn von Gesamtdruck und dynamischem Druck zu unterscheiden. Der Begriff statischer Druck ist identisch mit dem Begriff Druck und kann für jeden Punkt in einem Fluidströmungsfeld identifiziert werden. Der Staudruck ist die Differenz zwischen dem Staudruck und dem statischen Druck.
Dynamischer Druck und Druckverlust
Der dynamische Druck hängt eng mit den Druckverlusten zusammen . Bei der praktischen Analyse von Rohrleitungssystemen ist der Druckverlust aufgrund von viskosen Effekten entlang der Länge des Systems sowie zusätzliche Druckverluste aufgrund anderer technologischer Geräte wie Ventile, Bögen, Rohrleitungseingänge, Armaturen und T-Stücke von größter Bedeutung . Durch Beobachtung ist der Druckverlust in den meisten technischen Strömungen (voll entwickelte, turbulente Rohrströmung) in etwa proportional zum Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit . In der Tat, der Druckverlust ist auf den direkt proportional dynamischen Druck .
Die Proportionalitätskonstante ist der Druckverlustkoeffizient . Der Druckverlustkoeffizient wird mit K oder ξ (ausgesprochen „xi“) angegeben. Dieser Koeffizient kennzeichnet den Druckverlust eines bestimmten Hydrauliksystems oder eines Teils eines Hydrauliksystems. Es kann leicht in Hydraulikschleifen gemessen werden. Der Druckverlustkoeffizient kann sowohl für gerade Rohre als auch insbesondere für lokale (geringfügige) Verluste definiert oder gemessen werden . Beispielsweise bewirkt der Druckverlustkoeffizient ξ = 4,9, dass der Druckabfall etwa das 4,9-fache des dynamischen Drucks beträgt .
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