Druckverhältnisses

Druckverhältnisses bezeichnet in der Physik und Technik das Verhältnis zweier Drücke. In den meisten Anwendungen handelt es sich um das Verhältnis zweier absoluter Drücke p1 und p2, also Drücke gemessen relativ zum absoluten Nullpunkt. Das Druckverhältnis ist eine dimensionslose Größe und wird üblicherweise als p2/p1 angegeben. Je nach Kontext wird dabei unterschieden, welches Druckniveau betrachtet wird: statische Drücke, totale (stagnation) Drücke oder andere Druckgrößen.

Ein häufiger Typ ist das statische Druckverhältnis, bei dem die Drücke an zwei Messstellen der Strömung verglichen werden. Ein weiteres wichtiges Beispiel ist das Gesamtdruckverhältnis, das sich auf die totalen Druckwerte vor und nach einer Bauteilstrecke bezieht, etwa in Turbomaschinen oder Dichtsystemen. In der Praxis wird das Druckverhältnis oft als Maß für die Leistungsfähigkeit von Systemen genutzt, etwa als Kompressor-Druckverhältnis in Gasturbinen oder als Druckseitendifferenz in Hydraulik- bzw. Pneumatiksystemen.

Wichtige Phänomene hängen eng mit dem Druckverhältnis zusammen. Ein zu großes Druckverhältnis kann zu choked flow führen, bei dem der Durchfluss durch eine Verengung durch die Schallgeschwindigkeit begrenzt wird. Für ideale Gase gilt bei konstantem γ das kritische Verhältnis p2/p1 = (2/(γ+1))^(γ/(γ−1)); bei Luft (γ≈1,4) ergibt sich ein Wert von ca. 0,528. In der Praxis ist neben dem absoluten Druck auch der Unterschied zwischen absoluten und relativen (Gaugedruck) Größen maßgeblich, weshalb ggf. Atmosphärendruck berücksichtigt werden muss.

Messung erfolgt mit Drucksensoren oder Manometern; das Druckverhältnis liefert orientierende Größen für Leistung, Effizienz und Sicherheit technischer Systeme.