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Dynamischer Druck

Hier können Sie schnell und einfach den dynamischen Druck berechnen lassen. Geben Sie dazu unten die
Dichte des strömenden Mediums sowie die Strömungsgeschwindigkeit ein.

Dichte des strömenden Mediums [kg/m3]  
Strömungsgeschwindigkeit [m/s]  

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Der physikalische Begriff Druck bedeutet die Festigkeit einer Materie. Diese findet energietechnisch ihren Ausdruck, indem die Materie der Verkleinerung des zur Verfügung stehenden Raumes eine Energie entgegensetzt. Die Maßeinheit für Druck ist Pascal. Das üblicherweise genutzte Formelzeichen ist P aus dem englischen Begriff "pressure" für Druck abgeleitet. Da der Druck senkrecht auf die Materie also ihre Oberfläche einwirkt, ist die einfache Formel für Druck der Quotient aus Kraft geteilt durch Fläche. Druck ist entgegen der geläufigen Aussage nicht in eine Richtung wirkend. In einem 3-dimensionalen Raum wirkt der Druck von allen Seiten. Handelt es sich bei der Masse oder Materie um eine strömende, also sich in Bewegung befindende Masse, so ist von dynamischem Druck die Rede.

Der Stoff, oder die Materie, die sich in diesem Falle in Bewegung befindet, wird Fluid genannt. Der Druck, der auf ein Fluid wirkt, setzt sich zusammen aus dem statischen und dem dynamischen Druck. Beide zusammen ergeben den Gesamtdruck. Der Druck, der auf Flüssigkeiten wirkt, heißt hydrostatischer bzw. hydrodynamischer Druck. Die Gesamtsumme beider, also der Gesamtdruck ist laut dem Gesetz von Bernoulli immer gleich. Das bedeutet, je höher der dynamische Druck, desto geringer der statische Druck und umgekehrt. An einem einfachen Beispiel sei die Wechselwirkung zwischen dynamischem und statischem Druck erklärt. Hierbei wird vorausgesetzt, daß es sich um eine reibungsfreie Strömung handelt. Etwaige Verluste durch Reibungsenergie sind daher nicht berücksichtigt.

Eine Flüssigkeit fließt mit einer gewissen Geschwindigkeit durch eine Rohrleitung. Die Flüssigkeit ist daher einem bestimmten dynamischen Druck ausgesetzt. Dieser Druck erhöht sich, sobald die Geschwindigkeit zunimmt. Anders herum nimmt die Geschwindigkeit zu, wenn der Querschnitt der Rohrleitung sich verringert. Diese Verringerung des Querschnitts bedeutet nichts anderes als die Erhöhung des hydrostatischen Drucks auf eben diese Flüssigkeit. Dies hat, da der Gesamtdruck nach Bernoulli immer gleich bleibt, daher zur Folge, daß der dynamische Druck abnimmt. Der dynamische Druck, der nicht messbar ist, kann daher, weil er in direkter Abhängigkeit zum statischen Druck steht, indirekt aus der die Differenz aus Gesamtdruck und statischem Druck ermittelt werden.

Berechnung des dynamischen Drucks

Eine vereinfachte Form der Berechnung des dynamischen Drucks wird möglich, wenn die Dichte des fließenden Mediums bekannt ist. Weiterhin ist uns die Fließgeschwindigkeit des Fluids bekannt.
Angenommen sei nun: Die Dichte sei 10kg/m³ Formelzeichen: D
Die Fließgeschwindigkeit sei: 30m/s Formelzeichen: v
Dynamischer Druck: unbekannt, Formelzeichen P

Die vereinfachte Formel für den dynamischen Druck lautet: P= ½ D*v²
In unserem Beispiel rechnen wir daher P = 10/2*30*30 P ist also gleich 4.500 N/m².

Benutzung des online Rechners

Die Handhabung des kostenlosen online Rechners ist denkbar einfach. Die vorgesehenen Eingabefelder fragen nacheinander den Wert für die Dichte des Stoffes, sowie die Fließgeschwindigkeit des Fluids ab. Nach der Eingabe beider Werte ist der "Berechnen"- Button zu betätigen. Im Lösungsfeld wird nun das Ergebnis angezeigt. Das Ergebnis läßt sich ausdrucken.

Bedeutung des dynamischen Drucks

Die Messung des Drucks erfolgt über so genannte Manometer. Insbesondere bei der Förderung von Gasen und Flüssigkeiten kommt es in hohem Maße darauf an, Fließgeschwindigkeit und Druckverhältnisse bestimmen zu können. Neben der industriellen Förderung von Gasen und Flüssigkeiten durch Rohrleitungen hin zu ihrem Verwendungsort ist das Wissen um Druck und Fließgeschwindigkeiten insbesondere für die Feuerwehren von Bedeutung. Denn neben dem Wissen um mögliche Steigungen, die zu bewältigen sind und dem Reibungsverlust auf längeren Förderstrecken kommt es insbesondere auch darauf an, ermitteln zu können, wieviel Druck auf das Fördersystem ausgeübt werden muß, um dort, wo das Wasser das Strahlrohr verlassen soll, den benötigten Druck zu erhalten.

Dies ist wiederum in Abhängigkeit von der Anzahl der Leitungen zu sehen. Denn die Anzahl der Leitungen, die an eine Förderstrecke angeschlossen sind, ist nichts anderes als der gesamte Querschnitt der Rohrleitung. Die Schläuche selbst haben ebenfalls unterschiedliche Querschnitte, was es ebenfalls zu berücksichtigen gilt. So ist in einem Löscheinsatz zum Beispiel zu bedenken, daß durch die Verwendung größerer Strahlrohre (Vergrößerung des Leitungsquerschnittes) der dynamische Druck auf das Wasser sinkt. Demzurfolge muß dem Leitungsystem durch die Förderpumpe mehr Druck zugeführt werden.





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