Hydrostatischen Druck berechnen

Was ist hydrostatischer Druck?

Hydrostatischer Druck entsteht an einem Punkt einer ruhenden Flüssigkeit durch die Gewichtskraft der darüberliegenden Flüssigkeitssäule. Es gilt p = ρ × g × h. Dabei ist ρ die Flüssigkeitsdichte, g die Fallbeschleunigung und h die senkrechte Tiefe unter der Oberfläche. Der Druck hängt nur von der Tiefe ab, nicht von Form oder Breite des Behälters.

Überdruck und Absolutdruck

Die Formel liefert den Druckanstieg ab der Oberfläche. Nur im offenen Behälter entspricht dieser dem Überdruck. Im geschlossenen Behälter zeigt ein Manometer (p0 − patm) + ρgh an. Durch Addition des Oberflächendrucks erhält man den Absolutdruck: p_abs = p0 + ρ × g × h. Im offenen Behälter ist p0 der Atmosphärendruck.

Beispiel

In 10 Metern Wassertiefe beträgt der Überdruck 1000 × 9,80665 × 10 = 98 066 Pa, also 0,98 bar. Als Faustwert kommen je 10 Meter Wasser etwa 1 bar hinzu. Auf Meereshöhe beträgt der Absolutdruck 0,98 + 1,01 = 1,99 bar. Umgekehrt entspricht eine Manometeranzeige von 2,5 bar einer Wasserhöhe von 25,5 Metern.

Grenzen

Die Berechnung gilt für ruhende inkompressible Flüssigkeiten. Bei strömender Flüssigkeit wirken zusätzlich Geschwindigkeit und Reibungsverluste. Die Dichte ändert sich mit der Temperatur. Geben Sie bei heißem Wasser oder Salzlösung die passende Dichte manuell ein. Kräfte auf Behälterwände und Festigkeitsnachweise sind nicht abgedeckt.

Häufige Fragen

Welchen Druck erzeugen 10 Meter Wasser?

10 m ruhendes Süßwasser erzeugen bei der verwendeten Dichte von 1000 kg/m³ eine Druckdifferenz von 0,9807 bar gegenüber der Oberfläche. Im offenen Behälter ist dies der Überdruck. Strömungsverluste und Geschwindigkeitseinflüsse erfordern gesonderte Berechnungen. Bei einem geschlossenen Behälter kommt der Oberflächendruck hinzu.

Mit diesen Werten berechnen

Wie groß ist der Absolutdruck unter 10 Metern Wasser?

Bei 1,01325 bar Absolutdruck an der Oberfläche beträgt der Absolutdruck unter 10 m ruhendem Süßwasser 1,994 bar. Der Rechner verwendet eine Dichte von 1000 kg/m³. Verwechseln Sie Absolutdruck und Überdruck nicht, denn eine Änderung des Oberflächendrucks verändert bei gleicher Tiefe auch das absolute Ergebnis.

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