Druckveränderungen

Druckveränderungen bezeichnet die Änderung des in einem Medium wirkenden Drucks. Der Druck p ist definiert als die auf eine Fläche wirkende Kraft F pro Fläche A: p = F/A. In der Praxis unterscheidet man statischen Druck, dynamischen Druck und Gesamtdruck. Statischer Druck beschreibt den Druck in ruhendem oder langsam strömendem Medium; dynamischer Druck q ergibt sich aus der Bewegung des Mediums und beträgt q = ½ ρ v^2, wobei ρ die Dichte und v die Geschwindigkeit ist. Der Gesamtdruck p_t ist p + q in vielen Anwendungen, insbesondere in der Aerodynamik. Druckveränderungen entstehen durch Änderungen des Volumens (Kompression/Expansion), Temperaturänderungen, Änderungen im Höhenlage, Strömungsgeschwindigkeit, Hindernisse oder Reibung. In Rohrsystemen verursacht Reibung entlang der Leitung Druckverluste Δp.

Messung: Der Luftdruck wird mit Barometern gemessen; Flüssigkeitsdrücke mit Manometern. In technischen Systemen kommen Drucksensoren zum Einsatz (Piezoresistive, kapazitive Sensoren). Die gängigen Einheiten sind Pascal (Pa), Kilopascal (kPa), Bar (1 bar = 100 000 Pa) und Atmosphäre (1 atm ≈ 101 325 Pa).

Anwendungen: Druckveränderungen sind grundlegend in der Technik, z. B. zur Prozesssteuerung, in der Luft- und Raumfahrt für Auftrieb und Strukturbelastung, in der Hydraulik für Druckverluste und Regelung sowie in der Medizin zur Blutdruckmessung (Systole/Diastole). In der Umwelt beeinflussen Druckveränderungen Wetter, Siedepunkt von Flüssigkeiten und Betriebsbedingungen in Bohrungen oder Bergbau.

Beispiele: Aufstieg in Höhenlagen senkt der Umgebungsdruck; Durchfluss durch Rohre führt zu Druckverlusten; der Siedepunkt ändert sich mit dem Umgebungsdruck.