Druck
Grundbegriffe
Druck ist die Kraft pro Fläche, die ein Objekt oder Medium auf eine Fläche ausübt.
Druck kann in verschiedenen Einheiten angegeben werden. In der Feuerwehr und im THW wird er meist in Bar angegeben, in der Wissenschaft und Technik wird er oft in Pascal (Pa) angegeben. Außerdem kann man den Druck auch in Meter Wassersäule (mWS) angeben, was besonders bei der Arbeit mit Pumpen und Wasserleitungen hilfreich ist.
Druck in Leitungen
Wenn Wasser durch eine Leitung fließt, setzt sich der Druck an jeder Stelle aus mehreren Anteilen zusammen. Das Verständnis dieser Anteile ist die Grundlage für die folgenden Abschnitte.
Statischer Druckanteil
Der Statische Druck hat zwei verschiedene Ursprünge und wird dadurch oft als zwei separate Komponenten betrachtet.
- Oberflächendruck (statischer Druck): Das ist der Druckanteil, der von Außen auf das Wasser drückt. Also zum beispiel Luftdruck, der auf die Oberfläche eines Sees drückt.
- Schweredruck (hydrostatischer Druck): Das ist der Druckanteil, der durch das Eigengewicht des Wassers entsteht. Dieser entspricht 1 Bar pro 10 Meter Wassersäule.
Dynamischer Druckanteil
Der dynamische Druck entsteht durch die Bewegung des Wassers. Man spricht hier auch vom Staudruck.
Mit besonders hohen Staudrücken lässt sich zum Beispiel Stahl zerschneiden.
Bernoulli-Gleichung
Der Schweizer Mathematiker Daniel Bernoulli hat diese Druckanteile im 18. Jahrhundert in einer Gleichung zusammengefasst. Der Kern seiner Erkenntnis: In einer reibungsfreien Strömung ist die Summe aller Druckanteile entlang einer Stromlinie immer konstant.
Das bedeutet: Wenn ein Anteil größer wird, muss ein anderer kleiner werden — Druck "verschiebt" sich zwischen den Anteilen. Diese Erkenntnis ist die Grundlage für den Venturi-Effekt, den im nächsten Abschnitt behandelt wird.
