En dinámica de fluidos , la presión de estancamiento (o presión de Pitot ) es la presión estática en un punto de estancamiento en un flujo de fluido. [1] En un punto de estancamiento, la velocidad del fluido es cero. En un flujo incompresible, la presión de estancamiento es igual a la suma de la presión estática de flujo libre y la presión dinámica de flujo libre . [2]
La presión de estancamiento a veces se denomina presión de Pitot porque se mide con un tubo de Pitot .
Magnitud
La magnitud de la presión de estancamiento se puede derivar de la Ecuación de Bernoulli [3] [1] Para flujo incompresible y sin cambios de altura. Para dos puntos cualesquiera 1 y 2:
Los dos puntos de interés son 1) en el flujo de corriente libre a velocidad relativa donde la presión se llama presión "estática" (por ejemplo, muy lejos de un avión que se mueve a una velocidad ); y 2) en un punto de "estancamiento" donde el fluido está en reposo con respecto al aparato de medición (por ejemplo, al final de un tubo de Pitot en un avión).
Luego
o [4]
dónde:
- es la presión del estancamiento
- es la densidad del fluido
- es la velocidad del fluido
- es la presión estática
Entonces, la presión de estancamiento aumenta sobre la presión estática, en la cantidad que se llama presión "dinámica" o "ram" porque es el resultado del movimiento de un fluido. En nuestro ejemplo de avión, la presión de estancamiento sería la presión atmosférica más la presión dinámica.
En flujo compresible sin embargo, la densidad del fluido es mayor en el punto de estancamiento que en el punto estático. Por lo tanto,no se puede utilizar para la presión dinámica. Para muchos propósitos en el flujo compresible, la entalpía de estancamiento o temperatura de estancamiento juega un papel similar a la presión de estancamiento en el flujo incompresible. [5]
Flujo compresible
Presión de estancamiento es la presión estática conserva un gas cuando es llevado a descansar isoentrópicamente de número de Mach M . [6]
o, asumiendo un proceso isentrópico , la presión de estancamiento se puede calcular a partir de la relación entre la temperatura de estancamiento y la temperatura estática:
dónde:
- es la presión del estancamiento
- es la presión estática
- es la temperatura de estancamiento
- es la temperatura estática
- es la relación de calores específicos
La derivación anterior es válida solo para el caso en el que se supone que el gas es calóricamente perfecto (calores específicos y la relación de los calores específicos se supone que es constante con la temperatura).
Ver también
Notas
- ^ a b Clancy, LJ, Aerodinámica , Sección 3.5
- ^ Presión de estancamiento en el mundo de la física de Eric Weisstein (Wolfram Research)
- ^ Ecuación 4 , Ecuación de Bernoulli: la caja de herramientas de ingeniería
- ^ Aerodinámica de Houghton, EL y Carpenter PW(2003), Sección 2.3.1
- ^ Clancy, LJ Aerodynamics , Sección 3.12
- ^ Ecuaciones 35 , 44 , ecuaciones, tablas y gráficos para flujo compresible
Referencias
enlaces externos
- Pitot-estática y la atmósfera estándar
- FL Thompson (1937) La medición de la velocidad del aire en aviones , nota técnica NACA # 616, de SpaceAge Control .