(Fr.: pression; Du.: Druck; Eng.: pressure), symbool: p, begrip uit de mechanica van vaste stoffen, vloeistoffen en gassen gedefinieerd als de kracht F gedeeld door de oppervlakte A(p = F/A). Met druk wordt een negatieve spanning aangeduid (zie Elasticiteit).
Positieve drukken zijn dus tegengesteld gericht aan de uitwaartse normaalvector. Waar het bij de beschrijving van elastische lichamen zinvol is de begrippen druk en spanning naast elkaar te gebruiken is dit veel minder het geval voor vloeistoffen en gassen, omdat daarbij tangentiële drukken (gedefinieerd als de negatieve waarde van tangentiële spanningen of ook wel schuifspanningen) te verwaarlozen zijn (tenminste in het geval van rust of langzame beweging). Het belangrijkste onderscheid tussen gassen (en dampen) en vloeistoffen is in dit kader de relatief zeer geringe samendrukbaarheid (compressibiliteit) van de laatste.
Voor vloeistoffen in rust geldt dat de druk in een punt loodrecht werkt op ieder oppervlak door dat punt en alzijdig gelijk is (wet van Pascal). Deze zgn. hydrostatische druk kan daarom als een scalaire grootheid worden opgevat; de werking van een eenzijdig gerichte kracht (bijv. zwaartekracht) verstoort de alzijdigheid van de druk niet. Evenwicht (en het begrip hydrostatische druk) is alleen mogelijk wanneer de uitwendige kracht uit een potentiaalfunctie kan worden afgeleid (voorts zie Arbeid; Dynamica) die ook in de vloeistof (gas) eenduidig bepaald is, zoals voor het belangrijke geval van de zwaartekracht het geval is.
Voor stromende media kan men in het geval van een wervelvrije, stationaire stroming afleiden dat de wet van Bernoulli geldt:
½ϱv2 + p + U = constant
waarin de eerste term ook wel dynamische druk of stuwdruk wordt genoemd en ϱ de dichtheid is, v de snelheid en U de potentiaalfunctie van de uitwendige kracht.
Als eenheid van druk dient in het Internationale stelsel van eenheden (SI) de pascal (symbool: Pa), gedefinieerd als 1 Pa = 1 Nm−2. Voorts zie Atmosferische druk.
Drukmeting.
In de meettechniek worden meetmethoden onderverdeeld in die voor hoge en ‘normale’ drukken, en die voor lage en zeer lage drukken. De grens ligt bij de atmosferische druk; voor drukken beneden deze grens spreekt men van vacuümdrukken. In het algemeen kan men onderscheid maken tussen absolute en relatieve metingen, waarbij in het laatste geval de druk gemeten wordt ten opzichte van de atmosferische druk die in het eerste geval wordt meegemeten.
Hoge en normale drukken kunnen met een drukbalans worden gemeten. Men bepaalt daarbij het gewicht dat nodig is om een zuiger met een nauwkeurig bekende oppervlakte, die één been van een met vloeistof gevulde U-buis afsluit, terwijl op het andere been de te meten druk werkt (‘dead weight’-methode), in evenwicht te houden. Eveneens geschikt voor het meten van hoge drukken is de manometer van Bourdon, die evenals de aneroïde manometer berust op de vervorming die buizen ten gevolge van druk ondergaan, waarbij in dit geval een spiraalstructuur wordt gebruikt die de neiging heeft zich onder druk uit te rollen.
Bij veel methoden wordt gebruik gemaakt van drukomvormers, die ruimtelijke veranderingen in elektrische signalen omzetten. Zo kan men de beweging van een balg op een variabele weerstand overbrengen (resistieve methode), op de beweegbare kern van een magneetspoel (magnetische methode) of op de beweegbare plaat van een condensatorsysteem (capacitieve methode). Ook kan men een draad (rekstrookje) op rek belasten, waardoor zijn weerstand verandert. Verder wordt veel gebruik gemaakt van kristallen die het piëzo-elektrische effect vertonen.
Lage drukken.
Voor de meting van lage drukken is een heel arsenaal aan methoden beschikbaar (zie tabel).
(Pa = Nm−2)
Kenometer - 102...1
Piranimanometer - 102...10−1
Thermokruis - 102...10−1
Alfatron - 105...10−2
Mcleodmanometer - 102...10−3
NTC-weerstandsmanometer - 102...10−3
Micromanometer (van Opstelten en Warmoltz) - 102...10−3
Penningmanometer - 10−1...10−4
Knudsenmanometer - 10−2...10−5
Omegatron - 10−3...10−8
Ionisatiemanometer (van Bayard en Alpert) - 10−1...10−11
Partiële drukken (zie Dalton, Wet van) kunnen in het algemeen met behulp van massa-analysatoren worden gemeten. Een veel gebruikt instrument is de quadrupoolmassa-analysator. Voorts zie Vacuümtechniek.