Tekanan Statis, Stagnasi, Dinamis, dan Total
Sebuah konsep yang berguna yang terkait dengan persamaan Bernoulli adalah tentang tekanan stagnasi dan dinamis. Tekanan-tekanan ini muncul dari konversi energi kinetik dalam fluida yang mengalir menjadi "kenaikan tekanan" saat fluida dibawa ke keadaan diam. Dalam bagian ini, kita akan menjelajahi berbagai hasil dari proses ini. Setiap istilah dalam persamaan Bernoulli, Persamaan 3.13, memiliki dimensi gaya per satuan luas—psi, lb/ft2, N/m2. Istilah pertama, p, adalah tekanan termodinamika aktual dari fluida saat mengalir. Untuk mengukur nilainya, seseorang dapat bergerak bersama dengan fluida, sehingga relatif "statis" terhadap fluida yang bergerak. Oleh karena itu, biasanya disebut tekanan statis. Cara lain untuk mengukur tekanan statis adalah dengan mengebor lubang di permukaan datar dan memasang tabung piezometer seperti yang ditunjukkan oleh lokasi titik 132 dalam Gambar 3.4. Seperti yang kita lihat dalam Contoh 3.5, tekanan dalam fluida yang mengalir di (1) adalah p1 = 𝛾h3–1 + p3, sama dengan jika fluida diam. Dari pertimbangan manometer dalam Bab 2, kita tahu bahwa p3 = 𝛾h4–3. Oleh karena itu, karena h3–1 + h4–3 = h, maka p1 = 𝛾h.
Istilah ketiga dalam Persamaan 3.13, 𝛾z, disebut tekanan hidrostatik, dengan jelas mengacu pada variasi tekanan hidrostatik yang dibahas dalam Bab 2. Ini sebenarnya bukan tekanan tetapi mewakili perubahan tekanan yang mungkin terjadi akibat variasi energi potensial fluida sebagai akibat dari perubahan ketinggian.
Istilah kedua dalam persamaan Bernoulli, pV2/2, disebut sebagai tekanan dinamis. Interpretasinya dapat dilihat dalam Gambar 3.4 dengan mempertimbangkan tekanan di ujung tabung kecil yang dimasukkan ke dalam aliran dan mengarah ke hulu. Setelah gerakan transien awal berakhir, cairan akan mengisi tabung sampai ketinggian H seperti yang ditunjukkan. Cairan dalam tabung, termasuk yang ada di ujungnya, (2), akan Jika kita menerapkan persamaan Bernoulli antara titik (1) dan (2), dengan menggunakan V = 0 dan mengasumsikan bahwa z1 = z2, kita menemukan bahwa



Oleh karena itu, tekanan di titik stagnasi lebih besar dari tekanan statis, p1, dengan jumlah pV21/2, yaitu tekanan dinamis.
Dapat ditunjukkan bahwa ada titik stagnasi pada setiap benda diam yang ditempatkan ke dalam fluida yang mengalir. Sebagian fluida mengalir "di atas" dan sebagian "di bawah" objek tersebut. Garis pemisah (atau permukaan untuk aliran tiga dimensi) disebut garis arus stagnasi dan berakhir di titik stagnasi pada benda tersebut. Untuk objek simetris (seperti sebuah bisbol), titik stagnasi jelas berada di ujung atau depan objek seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.5a. Untuk aliran lain seperti semprotan air ke arah mobil seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3.5b, juga terdapat titik stagnasi pada mobil tersebut.
Jika efek ketinggian diabaikan, tekanan stagnasi, p + pV2/2, adalah tekanan terbesar yang dapat diperoleh di sepanjang suatu aliran. Ini mewakili konversi seluruh energi kinetik menjadi kenaikan tekanan. Jumlah dari tekanan statis, tekanan hidrostatik, dan tekanan dinamis disebut sebagai tekanan total, pT. Persamaan Bernoulli adalah pernyataan bahwa tekanan total tetap konstan di sepanjang aliran. Artinya,

Sekali lagi, kita harus berhati-hati bahwa asumsi yang digunakan dalam deduksi persamaan ini sesuai untuk aliran yang sedang dipertimbangkan.
Pengetahuan tentang nilai tekanan statis dan stagnasi dalam sebuah fluida menyiratkan bahwa kecepatan fluida dapat dihitung. Ini adalah prinsip yang mendasari tabung Pitot-statis [H. de Pitot (1695–1771)]. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.6, dua tabung konsentris terpasang pada dua pengukur tekanan 1atau pengukur tekanan diferensial2 sehingga nilai p3 dan p4 (atau selisih p3-p4) dapat ditentukan. Tabung tengah mengukur tekanan stagnasi di ujung terbukanya. Jika perubahan elevasi diabaikan,


di mana p dan V adalah tekanan dan kecepatan fluida di hulu dari titik (2). Tabung luar dibuat dengan beberapa lubang kecil pada jarak yang sesuai dari ujung sehingga mereka mengukur tekanan statis. Jika efek perbedaan elevasi antara (1) dan (4) diabaikan, maka

Dengan menggabungkan kedua persamaan ini, kita dapat melihat bahwa

yang dapat diubah susunannya untuk memberikan

Gambaran nyata dan ukuran tabung Pitot-statik bervariasi secara signifikan. Seringkali, sebuah probe Pitot-static tipikal yang digunakan untuk menentukan kecepatan udara pesawat terlihat seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.7. (Lihat juga Gambar E3.6a.)


Tabung Pitot-statik menyediakan cara yang sederhana dan relatif murah untuk mengukur kecepatan fluida. Penggunaannya bergantung pada kemampuan untuk mengukur tekanan statis dan stagnasi. Perlu hati-hati untuk mendapatkan nilai-nilai ini secara akurat. Sebagai contoh, pengukuran tekanan statis yang akurat memerlukan agar tidak ada energi kinetik fluida yang diubah menjadi peningkatan tekanan di titik pengukuran. Ini memerlukan lubang yang halus tanpa ada tonjolan atau ketidaksempurnaan. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.8, ketidaksempurnaan semacam itu dapat menyebabkan tekanan yang diukur lebih besar atau lebih kecil dari tekanan statis aktual.
Selain itu, tekanan sepanjang permukaan suatu objek bervariasi mulai dari tekanan stagnasi di titik stagnasi hingga nilai-nilai yang mungkin lebih rendah dari tekanan statis arus bebas. Variasi tekanan tipikal untuk tabung Pitot-statik ditunjukkan pada Gambar 3.9. Jelas penting bahwa


