לחץ סטגנציה

במכניקת הזורמים, לחץ סטגנציה (בעברית: לחץ־עֶמֶד^[1]) הוא לחץ השורר בנקודת הסטגנציה של נוזל, כלומר, הנקודה בה מהירות הנוזל היא 0 וכל האנרגיה הקינטית האגורה הופכת כולה לאנרגיה המשרה לחץ.

לחץ סטגנציה נקרא גם לחץ פיטו משום שהאופן בו הוא נמדד היא דרך צינור פיטו.

חישוב לחץ הסטגנציה

לחץ הסטגנציה ניתן לחישוב על פי משוואת ברנולי.

בחישוב עבור נוזל לא דחיס מתקבל כי:

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

כאשר:

${\displaystyle P_{\text{stagnation}}}$ הוא לחץ הסטגנציה

${\displaystyle \rho \;}$ היא צפיפות הנוזל

${\displaystyle v}$ היא מהירות הנוזל

${\displaystyle P_{\text{static}}}$ הוא הלחץ הסטטי.

במצב בו הלחץ ההידראולי בנקודה מסוימת בנוזל מתאפס גם כן אז נקודת הסטגנציה בנקודה זו היא נקודה שבה הלחץ הוא הלחץ הכולל. למרות זאת במקרים אחרים השוני בין הלחץ הכללי מלחץ הסטגנציה הוא שלחץ כללי הוא סכימה של לחץ הסטגנציה ולחץ הנוצר כתוצאה מכבידה.

${\displaystyle P_{\text{total}}=0+P_{\text{stagnation}}\;}$

בזרימה דחיסה (כלומר, אם הצפיפות אינה קבועה), לחץ הסטגנציה משתווה ללחץ הכללי רק במקרה בו הזורם מגיע לסטגנציה בשיווי משקל באופן איזואנטרופי בשימושים רבים בזרימה דחיסה, אנתלפיית הסטגנציה או טמפרטורת הסטגנציה היא גורם משפיע על נקודת לחץ הסטגנציה.

זרימה דחיסה

לחץ הסטגנציה הוא הלחץ הסטטי שקיים בנוזל כאשר הוא בשווי משקל. בהנחת תהליך איזוטרופי מפיתוח משוואה בזרימה דחיסה ניתן להגיע לקשר:

${\displaystyle {\frac {p_{t}}{p}}=\left(1+{\frac {\gamma -1}{2}}M^{2}\right)^{\frac {\gamma }{\gamma -1}}\,}$

בהנחת תהליך איזוטרופי לחץ הסטגנציה יכול להיות מחושב מיחס טמפרטורת הסטגנציה לטמפרטורה הסטטית:

${\displaystyle {\frac {p_{t}}{p}}=\left({\frac {T_{t}}{T}}\right)^{\frac {\gamma }{\gamma -1}}\,}$

כאשר:

${\displaystyle p_{t}}$ הוא לחץ הסטגנציה

${\displaystyle p}$ – לחץ סטטי

${\displaystyle T_{t}}$ – הלחץ הסטטי

${\displaystyle \gamma }$ – יחס קיבולי החום

משוואה זו תקפה רק בעבור גזים אידיאליים. בעבור נוזלים עם אותם תכונות מניחים שהתכונות של קיבול החום אינן משתנות עם שינוי הטמפרטורה.

הערות שוליים

1. לחץ־עֶמֶד במילון הנדסה כימית [כימיה] (תשמ"ט), באתר האקדמיה ללשון העברית