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Corrientes de convección

El movimiento que resulta del reemplazo continuo del fluido calentado en la vecindad de la fuente de calor por el fluido más cercano cercano se llama  corriente de convección natural , y la transferencia de masa y calor que se mejora como resultado de esta  corriente de convección natural  se llama  convección natural de masa y transferencia de calor .

Las corrientes de convección  se generan por diferencias de densidad en el fluido que se producen debido a los gradientes de temperatura. Las corrientes de convección están asociadas con  la convección natural , en la cual cualquier movimiento de fluido ocurre por medios naturales como la flotabilidad. En la convección natural, la materia y el calor se mueven de un lugar a otro. Las corrientes de convección  han atraído una gran atención de los investigadores debido a su presencia tanto en la naturaleza como en las aplicaciones de ingeniería.

En la naturaleza, las corrientes de convección formadas por el aire que se eleva sobre la tierra o el agua calentada por la luz solar son una característica importante de todos los sistemas climáticos. Las corrientes de convección también se ven en la columna de aire caliente del fuego, la tectónica de placas y la circulación oceánica.

Creación de corrientes de convección.

La creación de corrientes de convección  se basa en tres supuestos físicos:

• Presencia de fuente de calor . Se requiere una fuente de calor, porque  las corrientes de convección  se generan por las diferencias de densidad en el fluido que se producen debido a los gradientes de temperatura. En la convección natural, el fluido que rodea una fuente de calor recibe calor y, por expansión térmica, se vuelve menos denso y se eleva. La expansión térmica del fluido juega un papel crucial. En otras palabras, los componentes más pesados ​​(más densos) caerán, mientras que los componentes más livianos (menos densos) se elevarán, lo que provocará un movimiento de fluido a granel.
• Presencia de aceleración adecuada. La convección natural solo puede ocurrir en un campo gravitacional o en presencia de otra aceleración adecuada, como la aceleración, la fuerza centrífuga y la fuerza de Coriolis. La convección natural esencialmente no opera en la órbita de la Tierra. Por ejemplo, en la Estación Espacial Internacional en órbita, se requieren otros mecanismos de transferencia de calor para evitar el sobrecalentamiento de los componentes electrónicos.
• Geometría adecuada . La presencia y la magnitud de la convección natural también dependen de la geometría del problema. La presencia de un gradiente de densidad de fluido en un campo gravitacional no asegura la existencia de corrientes de convección naturales. Este problema se ilustra en la siguiente figura, donde un fluido está encerrado por dos grandes placas horizontales de diferente temperatura (T _superior  ≠ T _inferior ).
  • En el  caso A,  la temperatura de la placa inferior es más alta que la temperatura de la placa superior. En este caso, la densidad disminuye en la dirección de la fuerza gravitacional. Esta geometría induce la circulación del fluido y la transferencia de calor se produce a través de  la circulación natural . El fluido más pesado descenderá, calentándose en el proceso, mientras que el fluido más ligero se elevará, enfriándose a medida que se mueve.
  • En el   caso B,   la temperatura de la placa inferior es inferior a la temperatura de la placa superior. En este caso, la densidad aumenta en la dirección de la fuerza gravitacional. Esta geometría conduce a condiciones estables, gradiente de temperatura estable y no induce la circulación del fluido. La transferencia de calor se produce únicamente por conducción térmica.

Corrientes de convección – Circulación atmosférica

Uno de los fenómenos de mayor importancia para el clima de la Tierra es la circulación atmosférica , que es el movimiento del aire a gran escala, y es un medio por el cual la energía térmica (junto con la circulación oceánica) se distribuye en la superficie de la Tierra. . La circulación atmosférica de la Tierra varía de un año a otro, pero la estructura a gran escala de su circulación permanece bastante constante.

La circulación atmosférica es una consecuencia de la iluminación de la Tierra por el Sol y las leyes de la termodinámica . La circulación atmosférica puede verse como un motor térmico impulsado por la energía del Sol, y cuyo sumidero de energía, en última instancia, es la negrura del espacio. Desde este punto de vista, también las turbinas eólicas funcionan con el sol.

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Corrientes de convección – Columna térmica

Otra importante corriente de convección que se forma en la atmósfera es una columna térmica . La columna térmica es una columna de aire ascendente en las altitudes más bajas de la atmósfera terrestre, una forma de corriente ascendente atmosférica. Las columnas térmicas se crean por el calentamiento desigual de la superficie de la Tierra debido a la radiación solar y son un ejemplo de convección natural atmosférica.

El sol calienta el suelo, que a su vez calienta el aire directamente sobre él. El aire más cálido más cercano a la superficie se expande y se vuelve menos denso que el aire circundante. El aire más ligero se eleva y se enfría debido a su expansión en la presión más baja en altitudes más altas. Deja de subir cuando se ha enfriado a la misma temperatura que el aire circundante. La tierra oscura, las áreas urbanas y las carreteras son buenas fuentes de columnas térmicas .

Convección Forzada y Natural Combinada

Como se escribió, la convección tiene lugar mediante advección, difusión o ambas. En los capítulos anteriores consideramos la transferencia por convección en los flujos de fluidos que se originan a partir de una condición de forzamiento externo: convección forzada . En este capítulo, consideramos la convección natural , donde cualquier movimiento de fluidos ocurre por medios naturales como la flotabilidad. De hecho, hay regímenes de flujo, en los que tenemos que considerar ambos mecanismos de fuerza . Cuando las velocidades de flujo son bajas, la convección natural también contribuirá además de la convección forzada. Si la convección libre es o no importante para la transferencia de calor, se puede verificar utilizando los siguientes criterios:

• Si Gr / Re ² >> 1 prevalece la convección libre
• Si Gr / Re ² << 1 prevalece la convección forzada
• Si Gr / Re ² ≈ 1 ambos deben considerarse

El efecto de la flotabilidad sobre la transferencia de calor en un flujo forzado está fuertemente influenciado por la dirección de la fuerza de flotabilidad en relación con la del flujo. La convección natural puede ayudar o dañar la transferencia de calor por convección forzada, dependiendo de las direcciones relativas de los movimientos de convección forzada y de flotabilidad inducida. Tres casos especiales que se han estudiado ampliamente corresponden a movimientos inducidos por la flotabilidad y forzados:

• Ayudar a fluir . El movimiento flotante está en la misma dirección que el movimiento forzado.
• Flujo opuesto . El movimiento flotante está en la dirección opuesta al movimiento forzado.
• Flujo transversal . El movimiento flotante es perpendicular al movimiento forzado.

Es obvio que, en los flujos de asistencia y transversales, la flotabilidad mejora la velocidad de transferencia de calor asociada con la convección forzada pura. Por otro lado, en flujos opuestos, disminuye la velocidad de transferencia de calor. Al determinar el número de Nusselt en condiciones de convección natural y forzada combinadas, es tentador agregar las contribuciones de la convección natural y forzada para ayudar a los flujos y restarlos en flujos opuestos:

Convección Forzada y Natural Combinada

Ejemplo: convección natural: placa plana

Se mantiene una placa vertical de 10 cm de altura a 261 ° C en agua comprimida a 260 ° C (16MPa). Determine el número de Nusselt usando la correlación simple para una placa plana vertical.

Para calcular el número de Rayleigh, tenemos que saber:

• El coeficiente de expansión térmica, que es: β = 0.0022
• el número de Prandtl (para 260 ° C), que es: Pr = 0.87
• la viscosidad cinemática (para 260 ° C), que es ν = 0.13 x 10 ^-6 (tenga en cuenta que este valor es significativamente menor que el de 20 ° C)

El número de Rayleigh resultante es:

El número de Nusselt resultante, que representa la mejora de la transferencia de calor a través de una capa de fluido como resultado de la convección en relación con la conducción a través de la misma capa de fluido es:

Convección natural laminar y turbulenta

Es importante tener en cuenta que las capas límite de convección natural no están restringidas al flujo laminar . Al igual que con la convección forzada, pueden surgir inestabilidades hidrodinámicas. Es decir, las perturbaciones en el flujo pueden amplificarse, lo que lleva a la transición del flujo laminar al turbulento. Para una placa plana vertical, el flujo se vuelve turbulento por un valor de:

Ra _x = Gr _x . Pr> 10 ⁹

Como en la convección forzada, la naturaleza microscópica del flujo y las correlaciones de convección son claramente diferentes en las regiones laminar y turbulenta .

Convección natural – Correlaciones

Como se escribió, la mayoría de las correlaciones de transferencia de calor en convección natural se basan en mediciones experimentales y los ingenieros a menudo usan números característicos adecuados para describir la transferencia de calor por convección natural. El número característico que describe la transferencia de calor por convección (es decir, el coeficiente de transferencia de calor ) es el número de Nusselt , que se define como la relación entre la energía térmica que se convence al fluido y la energía térmica conducida dentro del fluido. El número de Nusselt representa la mejora de la transferencia de calor a través de una capa de fluido como resultado de la convección en relación con la conducción.a través de la misma capa de fluido. Pero en caso de convección libre, las correlaciones de transferencia de calor (para el número de Nusselt) generalmente se expresan en términos del número de Rayleigh .

El número de Rayleigh se utiliza para expresar la transferencia de calor en convección natural. La magnitud del número de Rayleigh es una buena indicación de si la capa límite de convección natural es laminar o turbulenta. Las correlaciones empíricas simples para el número de Nusselt promedio, Nu, en convección natural son de la forma:

Nu _x = C. Ra _x ⁿ

Los valores de las constantes C y n dependen de la geometría de la superficie y el régimen de flujo , que se caracteriza por el rango del número de Rayleigh . El valor de n suele ser n = 1/4 para flujo laminar y n = 1/3 para flujo turbulento .

Por ejemplo:

Convección natural – Transferencia de calor

Del mismo modo que para la convección forzada, también se produce una transferencia de calor por convección natural tanto por difusión térmica (el movimiento aleatorio de las moléculas de fluido) como por advección , en la cual la materia o el calor es transportado por el movimiento a gran escala de las corrientes en el fluido.  En la superficie, el flujo de energía ocurre puramente por conducción, incluso en convección. Es debido al hecho, siempre hay una capa delgada de película de fluido estancadaen la superficie de transferencia de calor. Pero en las siguientes capas se producen movimientos de conducción y difusión de masa en el nivel molecular o macroscópico. Debido al movimiento de masa, la tasa de transferencia de energía es mayor. A mayor velocidad de movimiento de masa, más delgada será la capa de película de fluido estancada y mayor será la velocidad de flujo de calor.

Sabemos que la densidad de gases y líquidos depende de la temperatura,, generalmente disminuyendo (debido a la expansión del fluido) con el aumento de la temperatura.

La magnitud de la transferencia de calor por convección natural entre una superficie y un fluido está directamente relacionada con la velocidad de flujo del fluido inducida por la convección natural . Cuanto mayor sea la velocidad de flujo, mayor será la velocidad de transferencia de calor. El caudal en caso de convección natural se establece mediante el equilibrio dinámico de flotabilidad y fricción.

Suponga una placa a la temperatura T _pared , que se sumerge en un fluido inactivo a la temperatura T a _granel , donde ( T _pared > T a _granel ). El líquido cerca de la placa es menos denso que el líquido que se elimina más. Por lo tanto, las fuerzas de flotabilidad inducen una capa límite de convección natural en la que el fluido calentado y más ligero se eleva verticalmente, arrastrando el fluido más pesado desde la región inactiva. La distribución de velocidad resultante es diferente a la asociada con las capas límite de convección forzada y depende también de la viscosidad del fluido. En particular, la velocidad es cero en la superficie , así comoen el límite debido a fuerzas viscosas. Debe notarse que también se desarrolla una convección natural si ( _pared T < _volumen T ), pero, en este caso, el movimiento del fluido será hacia abajo.

La presencia y la magnitud de la convección natural también dependen de la geometría del problema. La presencia de un gradiente de densidad de fluido en un campo gravitacional no asegura la existencia de corrientes de convección naturales. Este problema se ilustra en la siguiente figura, donde un fluido está encerrado por dos grandes placas horizontales de diferente temperatura (T _superior ≠ T _inferior ).

1. En el caso A, la temperatura de la placa inferior es más alta que la temperatura de la placa superior. En este caso, la densidad disminuye en la dirección de la fuerza gravitacional. Esta geometría induce la circulación del fluido y la transferencia de calor se produce a través de la circulación natural. El fluido más pesado descenderá, calentándose en el proceso, mientras que el fluido más ligero se elevará, enfriándose a medida que se mueve.
2. En el caso B, la temperatura de la placa inferior es inferior a la temperatura de la placa superior. En este caso, la densidad aumenta en la dirección de la fuerza gravitacional. Esta geometría conduce a condiciones estables, gradiente de temperatura estable y no induce la circulación del fluido . La transferencia de calor se produce únicamente por conducción térmica .

Dado que la convección natural depende en gran medida de la geometría, la mayoría de las correlaciones de transferencia de calor en la convección natural se basan en mediciones experimentales y los ingenieros a menudo usan números característicos adecuados para describir la transferencia de calor por convección natural.

Convección natural – Convección libre

Definición de convección natural

La convección natural , conocida también como convección libre, es un mecanismo, o tipo de transporte de masa y calor , en el que el movimiento del fluido se genera solo por diferencias de densidad en el fluido que se producen debido a gradientes de temperatura, no por una fuente externa (como una bomba, ventilador, dispositivo de succión, etc.).

En la convección natural , el fluido que rodea una fuente de calor recibe calor y, por expansión térmica, se vuelve menos denso y se eleva. La expansión térmica del fluido juega un papel crucial. En otras palabras, los componentes más pesados ​​(más densos) caerán, mientras que los componentes más livianos (menos densos) se elevarán, lo que provocará un movimiento de fluido a granel. La convección natural solo puede ocurrir en un campo gravitacional o en presencia de otra aceleración adecuada , como:

• aceleración
• fuerza centrífuga
• fuerza Coriolis

La convección natural esencialmente no opera en la órbita de la Tierra. Por ejemplo, en la Estación Espacial Internacional en órbita, se requieren otros mecanismos de transferencia de calor para evitar el sobrecalentamiento de los componentes electrónicos.

Creación de corrientes de convección.

La creación de corrientes de convección  se basa en tres supuestos físicos:

• Presencia de fuente de calor . Se requiere una fuente de calor, porque  las corrientes de convección  se generan por las diferencias de densidad en el fluido que se producen debido a los gradientes de temperatura. En la convección natural, el fluido que rodea una fuente de calor recibe calor y, por expansión térmica, se vuelve menos denso y se eleva. La expansión térmica del fluido juega un papel crucial. En otras palabras, los componentes más pesados ​​(más densos) caerán, mientras que los componentes más livianos (menos densos) se elevarán, lo que provocará un movimiento de fluido a granel.
• Presencia de aceleración adecuada. La convección natural solo puede ocurrir en un campo gravitacional o en presencia de otra aceleración adecuada, como la aceleración, la fuerza centrífuga y la fuerza de Coriolis. La convección natural esencialmente no opera en la órbita de la Tierra. Por ejemplo, en la Estación Espacial Internacional en órbita, se requieren otros mecanismos de transferencia de calor para evitar el sobrecalentamiento de los componentes electrónicos.
• Geometría adecuada . La presencia y la magnitud de la convección natural también dependen de la geometría del problema. La presencia de un gradiente de densidad de fluido en un campo gravitacional no garantiza la existencia de corrientes de convección naturales. Este problema se ilustra en la siguiente figura, donde un fluido está encerrado por dos grandes placas horizontales de diferente temperatura (T _superior  ≠ T _inferior ).
  • En el  caso A,  la temperatura de la placa inferior es más alta que la temperatura de la placa superior. En este caso, la densidad disminuye en la dirección de la fuerza gravitacional. Esta geometría induce la circulación del fluido y la transferencia de calor se produce a través de  la circulación natural . El fluido más pesado descenderá, calentándose en el proceso, mientras que el fluido más ligero se elevará, enfriándose a medida que se mueve.
  • En el  caso B,  la temperatura de la placa inferior es inferior a la temperatura de la placa superior. En este caso, la densidad aumenta en la dirección de la fuerza gravitacional. Esta geometría conduce a condiciones estables, gradiente de temperatura estable y no induce la circulación del fluido. La transferencia de calor se produce únicamente por conducción térmica.

Circulacion Natural

La circulación natural es la circulación de fluido dentro de los sistemas de tuberías o piscinas abiertas que se debe a los cambios de densidad causados ​​por las diferencias de temperatura. La circulación natural no requiere ningún dispositivo mecánico para mantener el flujo.

Este fenómeno tiene una naturaleza similar a la convección natural, pero en este caso el coeficiente de transferencia de calor no es objeto de estudio. En este caso, el flujo masivo a través del bucle es el objeto de estudio. Este fenómeno es más bien un problema hidráulico que un problema de transferencia de calor, aunque en consecuencia la circulación natural elimina el calor de la fuente y lo transporta al disipador de calor y es de suma importancia en la seguridad del reactor.

Cabezal de conducción térmica

El cabezal de accionamiento térmico es la fuerza que provoca la circulación natural . Es causada por la diferencia de densidad entre dos cuerpos o áreas de fluido. Considere dos volúmenes iguales del mismo tipo de fluido. Si los dos volúmenes no están a la misma temperatura , entonces el volumen con la temperatura más alta también tendrá una densidad más baja y, por lo tanto, menos masa. Se sabe que la densidad de gases y líquidos depende de la temperatura, generalmente disminuyendo (debido a la expansión del fluido) con el aumento de la temperatura. Dado que el volumen a la temperatura más alta tendrá una masa más baja, también tendrá menos fuerza ejercida sobre él por la gravedad. Esta diferencia en la fuerza de gravedad ejercida sobre el fluido tenderá a hacer que el fluido más caliente se eleve y el fluido más frío se hunda. El cabezal de accionamiento térmico se puede calcular simplemente usando la diferencia en las presiones hidrostáticas:

Como se puede ver, cuanto mayor es la diferencia de temperatura entre las áreas frías y calientes del fluido, mayor es el cabezal térmico y el caudal resultante.

Fuerza de resistencia hidráulica

Como se escribió, el caudal de circulación natural , V, en el bucle, en estado estacionario, se determina a partir del equilibrio entre el cabezal impulsor y las fuerzas de resistencia. Al igual que la fricción de la tubería, las pérdidas de presión generales son proporcionales al cuadrado del caudal y, por lo tanto, pueden integrarse fácilmente en la ecuación de Darcy-Weisbach . Los ingenieros a menudo usan el coeficiente de pérdida de presión , PLC . Se observa K o ξ (pronunciado “xi”). Este coeficiente caracteriza la pérdida de presión.de cierto sistema hidráulico o de una parte de un sistema hidráulico. Se puede medir fácilmente en bucles hidráulicos. El coeficiente de pérdida de presión se puede definir o medir tanto para tuberías rectas como para pérdidas locales (menores) . Dado que el factor de fricción de Darcy es una función de la velocidad (en el número de Reynolds), el cálculo del coeficiente de pérdida de presión es un proceso iterativo.

Circulación natural en ingeniería de reactores

En la ingeniería del reactor , la circulación natural es un fenómeno muy deseado, ya que es capaz de proporcionar enfriamiento del núcleo del reactor después de la pérdida de RCP (por ejemplo, después de la pérdida de energía fuera del sitio – LOOP). En los PWR, el diseño de la planta proporciona una diferencia de elevación , h , de aproximadamente 12 metros entre la línea central del generador de vapor y la línea central del núcleo del reactor . El diseño del sistema debe garantizar la capacidad de circulación natural después de una pérdida de flujo para permitir el enfriamiento sin sobrecalentar el núcleo. Además, la tubería de interconexión del recipiente a presión del reactorLos generadores de vapor deben estar intactos, libres de obstrucciones como gases no condensables (por ejemplo, bolsas de vapor). De esta manera, la circulación natural asegurará que el fluido continuará fluyendo mientras el reactor esté más caliente que el disipador de calor, incluso cuando no se pueda suministrar energía a las bombas.

Los RCP no suelen ser un “sistema de seguridad”, como se define. Después de la pérdida de RCP (p. Ej., Después de la pérdida de energía fuera del sitio – LOOP), el reactor debe apagarse inmediatamente, ya que los RCP disminuyen lentamente a velocidad de flujo cero. La eliminación de calor residual suficiente y segura se asegura mediante un flujo de circulación natural a través del reactor. Sin flujo forzado, el refrigerante en el núcleo comienza a calentarse. El aumento de la temperatura del refrigerante provoca una reducción en la densidad del refrigerante, que a su vez mueve el refrigerante al generador de vapor. Cabe señalar que la circulación natural no es suficiente para eliminar el calor generado cuando el reactor está en funcionamiento.

Los diseños modernos de reactores utilizan la circulación natural, una característica de seguridad muy importante . Muchos sistemas de seguridad pasiva en diseños de reactores modernos funcionan sin usar bombas, lo que crea una mayor seguridad, integridad y confiabilidad del diseño, al tiempo que reduce el costo total del reactor.

Indicadores de circulación natural.

En los PWR, se pueden usar varios parámetros para indicar o verificar que está ocurriendo la circulación natural. Esto depende del tipo de planta y los sistemas de la planta. Por ejemplo, para un PWR, los parámetros seleccionados que se pueden usar son los siguientes:

• Idealmente, el caudal puede medirse en cada uno de los bucles.
• ΔT ( T _Caliente – T _Frío ). La diferencia de temperatura entre las piernas calientes y las piernas frías debe ser del 25-80% del valor de potencia total y disminuir de manera constante o lenta. Esto indica que el calor de descomposición se está eliminando del sistema a una velocidad adecuada para mantener o reducir las temperaturas centrales.
• Las temperaturas de las piernas calientes y frías deben ser constantes o disminuir lentamente. Nuevamente, esto indica que se está eliminando el calor y que la carga de calor de disminución está disminuyendo como se esperaba.
• La presión de vapor del generador de vapor (presión lateral secundaria) debe seguir la temperatura del sistema de refrigeración del reactor. Esto verifica que el generador de vapor está eliminando calor del refrigerante RCS.

Referencia especial: Circulación natural en centrales nucleares refrigeradas por agua, IAEA-TECDOC-1474. OIEA, 2005. ISBN 92–1–110605 – X.

Presión estática

En general, la presión  es una medida de la  fuerza ejercida  por unidad de área en los límites de una sustancia. En la dinámica de fluidos, muchos autores usan el término presión estática en lugar de solo presión para evitar la ambigüedad. El término presión estática es idéntico al término presión, y puede identificarse para cada punto en un campo de flujo de fluido.

La presión estática es uno de los términos de la ecuación de  Bernoulli :

El efecto de Bernoulli provoca la  disminución de la presión del fluido (presión estática – p)  en las regiones donde aumenta la velocidad del flujo. Esta disminución de la presión en una constricción de una ruta de flujo puede parecer contradictoria, pero parece menos cuando se considera que la presión es la densidad de energía. En el flujo de alta velocidad a través de la constricción, la energía cinética (presión dinámica – ½.ρ.v ² ) debe aumentar a expensas de la energía de presión ( presión estática – p ).

La forma simplificada de la ecuación de Bernoulli se puede resumir en la siguiente ecuación de palabras memorable:

presión estática  +  presión dinámica  =  presión total (presión de estancamiento)

La presión total y dinámica no son presiones en el sentido habitual: no se pueden medir con un aneroide, un tubo de Bourdon o una columna de mercurio.

Presión de estancamiento – Presión de Pitot

En general, la presión  es una medida de la  fuerza ejercida  por unidad de área en los límites de una sustancia. En la dinámica y la aerodinámica de fluidos, presión de estancamiento (o de presión de Pitot o presión total ) es la presión estática en un punto de estancamiento en un flujo de fluido. En un punto de estancamiento, la velocidad del fluido es cero y toda la energía cinética se ha convertido en energía de presión (isentrópicamente). Este efecto es ampliamente utilizado en aerodinámica (medición de velocidad o admisión de aire de ram).

La presión de estancamiento es igual a la suma de la presión dinámica de flujo libre y la presión estática de flujo libre.

La presión estática y la presión dinámica son términos de la ecuación de  Bernoulli:

El efecto de Bernoulli provoca la  disminución de la presión del fluido (presión estática – p)  en las regiones donde aumenta la velocidad del flujo. Esta disminución de la presión en una constricción de una ruta de flujo puede parecer contradictoria, pero parece menos cuando se considera que la presión es la densidad de energía. En el flujo de alta velocidad a través de la constricción, la energía cinética (presión dinámica – ½.ρ.v ² ) debe aumentar a expensas de la energía de presión (presión estática – p).

La forma simplificada de la ecuación de Bernoulli se puede resumir en la siguiente ecuación de palabras memorable:

presión estática + presión dinámica = presión total (presión de estancamiento)

La presión total y dinámica no son presiones en el sentido habitual: no se pueden medir con un aneroide, un tubo de Bourdon o una columna de mercurio.

La presión de estancamiento a veces se denomina presión de Pitot porque se mide con un tubo de Pitot. Un tubo de Pitot es un instrumento de medición de presión utilizado para medir la velocidad del flujo de fluido. La velocidad se puede determinar usando la siguiente fórmula:

dónde:

• u es la velocidad de flujo a medir en m / s,
• p _s  es estancamiento o presión total en Pa,
• p _t es la presión estática en Pa,
• ρ es la densidad del fluido en kg / m ³ .

Presión dinámica – Presión de velocidad

En general, la presión  es una medida de la  fuerza ejercida  por unidad de área en los límites de una sustancia. El término presión dinámica (a veces llamado presión de velocidad ) está asociado con el flujo de fluido y con el efecto de Bernoulli, que se describe mediante la ecuación de Bernoulli :

Este efecto provoca la  disminución de la presión del fluido (presión estática)  en las regiones donde aumenta la velocidad del flujo. Esta disminución de la presión en una constricción de una ruta de flujo puede parecer contradictoria, pero parece menos cuando se considera que la presión es la densidad de energía. En el flujo de alta velocidad a través de la constricción, la energía cinética (presión dinámica – ½.ρ.v ² ) debe aumentar a expensas de la energía de presión (presión estática – p).

Como se puede ver, la presión dinámica es la presión dinámica es uno de los términos de la ecuación de  Bernoulli. En dinámica de fluidos incompresible, la presión dinámica es la cantidad definida por:

La forma simplificada de la ecuación de Bernoulli se puede resumir en la siguiente ecuación de palabras memorable:

presión estática  +  presión dinámica  =  presión total (presión de estancamiento)

La presión total y dinámica no son presiones en el sentido habitual: no se pueden medir con un aneroide, un tubo de Bourdon o una columna de mercurio.

Para evitar una posible ambigüedad al referirse a la presión en la dinámica de fluidos, muchos autores usan el término presión estática para distinguirlo de la presión total y la presión dinámica. El término presión estática es idéntico al término presión, y puede identificarse para cada punto en un campo de flujo de fluido. La presión dinámica es la diferencia entre la presión de estancamiento y la presión estática.