Stagnationsdruck – Staudruck
Im Allgemeinen ist Druck ein Maß für die Kraft, die pro Flächeneinheit auf die Grenzen eines Stoffes ausgeübt wird . In der Fluiddynamik und Aerodynamik ist der Staudruck (oder der Staudruck oder der Gesamtdruck ) der statische Druck an einem Staupunkt in einer Fluidströmung. An einem Stagnationspunkt ist die Fluidgeschwindigkeit Null und die gesamte kinetische Energie wurde (isentropisch) in Druckenergie umgewandelt. Dieser Effekt ist in der Aerodynamik weit verbreitet (Geschwindigkeitsmessung oder Staulufteinlass).
Der Staudruck ist gleich der Summe aus dem dynamischen Druck des freien Stroms und dem statischen Druck des freien Stroms.
Statischer Druck und dynamischer Druck sind Ausdrücke der Bernoulli-Gleichung:
Der Bernoulli- Effekt bewirkt die Absenkung des Flüssigkeitsdrucks (statischer Druck – p) 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.
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.
Der Staudruck wird manchmal als Staurohrdruck bezeichnet, da er mit einem Staurohr gemessen wird. Ein Staurohr ist ein Druckmessgerät zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Flüssigkeiten. Die Geschwindigkeit kann mit der folgenden Formel bestimmt werden:
wo:
- u ist die in m / s zu messende Strömungsgeschwindigkeit,
- p s ist Stagnation oder Gesamtdruck in Pa,
- p t ist der statische Druck in Pa,
- ρ ist die Flüssigkeitsdichte in kg / m 3 .
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