Totaldruck

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Der Totaldruck wird auch als Stagnationsdruck, Ruhedruck bzw. Gesamtdruck bezeichnet und beschreibt den Zustand in einem strömenden Medium. Der Druck in einer Strömung steht in Zusammenhang mit der Strömungsgeschwindigkeit. Der Totaldruck ist der Druck, der sich einstellt, wenn die Strömung verlustfrei bis nahezu zum Stillstand verzögert wird bzw. würde. Das ist häufig bei einer Staupunktströmung der Fall. Für kompressible und inkompressible Fluide ergeben sich verschiedene mathematische Beschreibungen für den Totaldruck. Im Zusammenhang mit Flüssigkeiten (inkompressibel) spricht man häufig vom Gesamtdruck und bei Gasen (kompressibel) häufig vom Ruhedruck.

Inkompressibler Fall[Bearbeiten]

Bei einem inkompressiblen Fluid stellt sich der Totaldruck als die Summe aus statischem und dynamischem Druck dar. Der statische Druck ist der Druck, den ein mit der Strömung mitbewegter Beobachter verspüren würde. Der Totaldruck berechnet sich wie folgt:[1][2][3]

p_t = p_{dyn} + p_s

p_t = \frac{\rho}{2}\cdot v^2 + p_s

mit:

p_t dem Totaldruck,
p_{dyn} dem dynamischen Druck,
p_s dem statischen Druck,
\rho der Dichte des Fluids und
v der Strömungsgeschwindigkeit.

Durch oben genanntem Zusammenhang lässt sich aus der Messung von statischem Druck und Totaldruck, wie sie mit einer Prandtlsonde vergenommen werden kann, die Strömungsgeschwindigkeit ermitteln.

Für Gasströmungen mit geringen Geschwindigkeiten ergeben sich nur kleine, vernachlässigbare Dichteänderungen, so dass in den diesen Fällen auch inkompressibel gerechnet werden kann.

Kompressibler Fall[Bearbeiten]

Hauptartikel: Ruhedruck

Bei einem kompressiblen Fluid besteht ein prägnanter Zusammenhang zwischen Dichte, Druck und Temperatur, der in Verbindung mit einer Strömung auf die Gesetzmäßigkeiten der Gasdynamik führt.

Messung des Totaldrucks[Bearbeiten]

Ein probates Mittel zur Messung des Totaldruckes in einer Strömung ist das Pitotrohr.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Prof. Dr. R. Cousin: Strömungstechnik I. Abgerufen am 26. Juli 2013 (PDF; 477 kB).
  2. Institut für Fluid- und Thermodynamik, Universität Siegen: Druckmessung. Abgerufen am 26. Juli 2013 (PDF; 279 kB).
  3. TU Graz: Rohrströmung, Profilströmung. Abgerufen am 26. Juli 2013 (PDF; 792 kB).