Coeficient de pressió

El coeficient de pressió és un número adimensional que descriu la pressió relativa a través d'un camp de fluix en dinàmica de decorreguts. El coeficient de pressió és usat en aerodinàmica i hidrodinàmica. Qualsevol punt immers en el fluix d'un decorregut té el seu propi i únic coeficient de pressió, $C_p$.

En algunes situacions en aerodinàmica i hidrodinàmica, el coeficient de pressió d'un punt prop d'un cos és independent del tamany del cos. En conseqüència un model ingenieril pot ser provat en un túnel de vent o en un túnel d'aigua, d'esta forma es poden calcular els coeficients de pressió en punts crítics al voltant del model, i estos coeficients de pressió poden ser usats per a estimar la pressió del decorregut en eixos punts crítics en el prototip a escala real.

Fluix incompresible

El coeficient de pressió és un paràmetro molt útil per a estudiar el fluix de decorreguts incompresibles com l'aigua, i també en decorreguts en fluix de baixes velocitats com l'aire. La relació entre el coeficient adimensional i els números dimensionals són

$C_p=\frac{p-p_{\mathrm{\infty }}}{\frac{1}{2}{\rho }_{\mathrm{\infty }}{V}_{\mathrm{\infty }}^2}$

Símbol	Nom
$C_p$	Coeficient de pressió
$p$	Pressió estàtica del decorregut en el punt en el que el coeficient de pressió és evaluat
$p_{\mathrm{\infty }}$	Pressió del fluix lliure, és dir, que es troba fòra de qualsevol destorbament creat pel cos estrany
${\rho }_{\mathrm{\infty }}$	Densitat del decorregut en el fluix (Aire a nivell de la mar i 15 °C és 1.225 $kg/m^3$)
$V_{\mathrm{\infty }}$	Velocitat de fluix lliure del decorregut, o la velocitat del cos a través del decorregut

Usant equació de Bernoulli, el coeficient de pressió pot ser simplicado per considerar el fluix incompresible, sense pèrdues i estacionario:

$C_p=1-{\left(\frac{V}{V_{\mathrm{\infty }}}\right)}^2$

Símbol	Nom
$C_p$	Coeficient de pressió
$V$	Velocitat del decorregut en un punt conegut prèviament calculat
$V_{\mathrm{\infty }}$	Velocitat del decorregut

La relació és també vàlida per a fluix de decorreguts compresibles a on les variacions de velocitat siguen tan chicotetes que no produïxquen variacions importants en la densitat del decorregut. Esta suposició és raonable si el número de Mach es manté per baix de 0.3.

• $C_p$ de valor 0 indica que la pressió és la mateixa que la del fluix lliure.
• $C_p$ de valor 1 indica que la pressió és del punt d'estancament.
• $C_p$ de menys un és important per al disseny de planejadors perque indica una localisació perfecta per a un medidor de velocitat vertical per mig de presiómetro, ya que en este punt no percep els canvis de pressió pel moviment del planejador.

En el camp de fluix de decorregut al voltant del cos hi haurà punts en coeficients de pressió en un valor de fins a 1, i atres punts en valor negatiu, incloent coeficients menors que 1, pero no existix cap punt en coeficients majors que 1, ya que la pressió màxima s'alcança en el punt d'estancament i és coneguda com la pressió d'estancament. L'única manera de que el coeficient excedixca l'unitat és quan existixquen tècniques de control alvançades de la capa llímit.

Fluix compresible

En el sí de fluix de decorreguts compresibles com l'aire, i en particular d'alta velocitat,$\rho v^2/2$ (la pressió dinàmica) no és més una mida precisa de les diferències entre pressió d'estancament i pressió estàtica. També, la relació familiar que diu que la pressió d'estancament és igual a la pressió total no es manté certa. Com a resultat, el coeficient de pressió pot ser major que en un fluix incompresible.

• $C_p$ major que un indica que el fluix lliure és compresible.
• $C_p=\frac{2}{\gamma \cdot M_{\mathrm{\infty }}^2}(\frac{p}{p_{\mathrm{\infty }}}-1)$