Presión de estancamiento

En la dinámica de fluidos, presión de estancamiento es la presión estática en un punto de estancamiento en un flujo de fluido. 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 corriente libre y la presión dinámica de flujo libre.

La presión de estancamiento a veces se denomina presión de Pitot porque las dos presiones son numéricamente iguales.

Magnitud

La magnitud de la presión de estancamiento puede derivarse de la ecuación de Bernoulli para el flujo incompresible y sin cambios de altura. Por dos puntos 1 y 2:

${\displaystyle P_{1}+{2}\rho ¿Qué? {1}{2}\rho ¿Qué?$

Los dos puntos de interés son 1) en el flujo de corriente libre a velocidad relativa ${\displaystyle v}$ donde la presión se llama la presión "estática", (por ejemplo bien lejos de un avión que se mueve a la velocidad ${\displaystyle v}$); y 2) en un punto de "estagnación" donde el fluido está en reposo con respecto al aparato de medición (por ejemplo, al final de un tubo de pitot en un avión).

Entonces

${\displaystyle P_{\text{static}}+{\tfrac {1}{2}\rho ¿Qué? {1}{2}\rho (0){2}$

o

${\displaystyle P_{\text{stagnation}=P_{\text{static}+{\tfrac {1}{2}\rho v^{2}$

Donde:

${\displaystyle P_{\text{stagnation}}$ es la presión de estancamiento

${\displaystyle \rho \;}$ es la densidad del fluido

${\displaystyle v}$ es la velocidad del fluido

${\displaystyle P_{\text{static}}}$ es la presión estática

Así que la presión de estancamiento se aumenta sobre la presión estática, por la cantidad ${\displaystyle {\tfrac {2}\rho v^{2}}$ que se llama la presión "dinámica" o "ram" porque resulta del movimiento fluido. En nuestro ejemplo de avión, la presión de estancamiento sería presión atmosférica más la presión dinámica.

Sin embargo, en el flujo compresible, la densidad del fluido es mayor en el punto de estancamiento que en el punto estático. Por lo tanto, ${\displaystyle {\tfrac {2}\rho v^{2}}$ no se puede utilizar para la presión dinámica. Para muchos propósitos en flujo compresible, la temperatura de enthalpy de estancamiento o estancamiento juega un papel similar a la presión de estancamiento en el flujo incompresible.

Flujo compresible

La presión de estancamiento es la presión estática que retiene un gas cuando se lo deja en reposo isentrópicamente a partir del número de Mach M.

${\fnMicroc} {\fnh} {\fnh}=\left(1+{\frac}}=\left(1+{\frac} {\f} {\fn} {\fn\f}\fn\fn\fn\fn\fn\f}}}}=\p}=\p}=\p}=\p}\p}\p}\p}\p}\p}\p}\p}\p}\p}\p}\p\p}\p\p}\p\p\p\p}\p\p\p\p\p\p\p\p}\p\p\p}\p}\p}\p\p}\p}\p\p\p\p\p\p\p\p\p\p\p\p\p\c\c\c\c\c\c}\c\c}\c}\c}\c}\c\c}\c\c\c}\c\c\c}\c}\c\c {\gamma} - ¿Qué? - ¿Qué?$

o, suponiendo un proceso isentrópico, la presión de estancamiento se puede calcular a partir de la relación entre la temperatura de estancamiento y la temperatura estática:

${\fnMicroc} {\fnK} {\fnK}}=\left({\frac} {\fn\fnh}=\p}=\left({\frac} {\fn\fn\fn\fn\fnh\fnh}}=\p}=\p}=\p}=\p\cH00}\p}\p}\p}\p}\p}\p}\p}\p}\p}\p}\p\p}\p\p\p}\p\p\p}\p\p\p\p\p\p\p\p\p\p\p\p\p\p\p}\p}\p}\p\p\p}\p\p\p\p\p\p\p}\p\p\p}\p\c\p\cH00}\p}\p}\p}\p}\p}\p}\p}\p\p}\p}\p}\p}\p}\cH Vale. {\gamma}{\gamma - ¿Qué?$

donde:

${\displaystyle P_{t}$ es la presión de estancamiento

${\displaystyle p}$ es la presión estática

${\displaystyle T_{t}$ es la temperatura de estancamiento

${\displaystyle T}$ es la temperatura estática

${\displaystyle \gamma }$ es la relación de calores específicos

La derivación anterior sólo tiene para el caso cuando se supone que el gas es calóricamente perfecto (calores específicos y la relación de los calores específicos ${\displaystyle \gamma }$ se supone que son constantes con temperatura).