Staudruck
Der Staudruck $ p_{\mathrm {stau} } $ ist die Erhöhung des Drucks am Staupunkt eines umströmten Körpers gegenüber dem statischen Druck $ p_{0} $ des Fluids:
- $ {\begin{aligned}p_{\mathrm {stau} }&=p_{t}-p_{0}\\&={\frac {\rho }{2}}\cdot v^{2}\end{aligned}} $
mit
- dem Totaldruck $ p_{t} $ am Staupunkt
- der Dichte $ \rho $ des strömenden Mediums
- der Strömungsgeschwindigkeit $ v $.
Damit entspricht der Staudruck dem dynamischen Druck.
Mit Hilfe des Staudrucks kann die Geschwindigkeit gegenüber dem Fluid ermittelt werden.
Messung
Zur Messung des Staudrucks muss gemäß o.g. Formel der statische Druck vom Druck am Staupunkt (Gesamt- bzw. Totaldruck) abgezogen werden. Dies kann durch eine getrennte Messung des statischen Drucks, gefolgt von einer rechnerischen Subtraktion, geschehen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen Differenzdrucksensor zu verwenden, bei dem die Differenz auf physikalische Weise gebildet wird: dem Sensor wird mit Schläuchen der lokale Druck am Staupunkt und der statische Druck an einer Fläche senkrecht zur Anströmung zugeführt.
Der Staupunkt, an dem gemessen wird, sollte möglichst ungestört angeströmt werden. Daher wird in Flugzeugen ein Pitotrohr verwendet, dessen Öffnung ein Stück weit vor den Bug oder das Leitwerk ragt. Eine spezielle Bauform, bei der die Öffnungen für die Druckmessungen so gelegt sind, dass sich ein möglichst geringer Messfehler bei schräger Anströmung ergibt, ist die Prandtlsonde.
Siehe auch
- Ruhedruck
- Bernoulli-Gleichung
- Venturi-Düse