Drukverloop

Drukverloop is de variatie van de druk langs een stromingskanaal, langs een oppervlak of door een vloeistofkolom. Het beschrijft waar en hoe de druk toeneemt of afneemt wanneer een vloeistof of gas zich verplaatst onder invloed van krachten zoals wrijving, geometrische veranderingen, hoogteverschil en de omgevingsdruk. Het begrip komt voor in hydraulische systemen, aerodynamica, geotechniek en biomedische toepassing.

In vloeistofmechanica wordt het drukverloop bepaald door de basisvergelijkingen van vloeistofdynamica, zoals de Navier–Stokes- of Euler-vergelijkingen. Voor een langsstroom in een leiding geldt dat de som van drukenergie, kinetische energie en potentiële energie verandert met verlies door wrijving; dit verlies wordt uitgedrukt in de head loss. Een veelgebruikte uitdrukking voor drukverlies in een rechte buis is de Darcy– Weisbach-formule: Δp = f (L/D) (ρ v^2/2), waarbij f de frictiefactor is die afhangt van Reynoldsgetal en wrijvingseigenschappen van het oppervlak. Bij laminaire stroming geldt f = 64/Re. Bij turbulente stroming hangt f af van de combinatie van Re, oppervlaktestructuur en slijtage.

Een ander aspect van drukverloop is de hydrostatische drukvariatie: dp/dz = -ρ g, wat aangeeft hoe druk varieert met hoogte in een statische kolom onder invloed van zwaartekracht. In de aerodynamica is het drukverloop over een oppervlak, zoals een vleugel, bepalend voor de lift en stromingspatronen; drukcoëfficiënten geven het lokale drukgebied aan ten opzichte van de free-stream druk.

Meetmethoden omvatten druk taps, manometers en sensoren; de verkregen drukmetingen worden vaak weergegeven als drukverloop langs een pad of over een oppervlak. Toepassingen variëren van leidingsystemen en HVAC tot vliegtuigontwerp en cardiovasculaire stromingsleer.