Druckgefälles

Druckgefälle bezeichnet die Änderung des Drucks in einem Fluid in Abhängigkeit von der Position. Es entspricht dem Druckgradienten; in der Formelsprache wird oft ∇p verwendet. In einer eindimensionalen Betrachtung entlang der Fließrichtung x ergibt sich dp/dx = Δp/Δx.

Ursachen für Druckgefälle sind Reibungsverluste im Rohrnetz, Höhenunterschiede und Änderungen der Strömungsquerschnitte, die zu Druckverlusten führen. In der Hydrostatik steigt der Druck mit der Tiefe; p = ρ g h, weshalb sich ein vertikales Druckgefälle von etwa ρ g pro Meter ergibt.

Anwendungen: Das Druckgefälle wird in der Technik genutzt, um Pumpen, Ventile und Rohrleitungen zu dimensionieren und den Durchfluss zu steuern. In der Hydrologie beschreibt das Darcy-Gesetz den Fluss durch ein Medium als q = -K ∇h, wobei ∇h eng mit dem Druckgradienten verbunden ist. In der Meteorologie ist der horizontale Druckgradient eine zentrale Antriebskraft für Wind.

Messung: Das Druckgefälle wird in Pascal pro Meter (Pa/m) angegeben. Methoden zur Bestimmung sind Manometer, Piezometer, Drucksensoren und andere elektronische Druckmessgeräte. Das Vorzeichen des Gefälles gibt an, ob der Druck entlang der Messstrecke abnimmt oder zunimmt.

Siehe auch: Druckgradient, hydraulischer Kopf, Bernoulli-Gesetz, Darcy-Gesetz, Hydrostatik, Druckverlust.