ในกลศาสตร์ของไหลความดันเฮดคือความสูงของคอลัมน์ของเหลวที่สอดคล้องกับความดันเฉพาะที่คอลัมน์ของเหลวนั้นกระทำต่อฐานของภาชนะ อาจเรียกว่าความดันเฮดสถิตหรือเรียกสั้น ๆ ว่าเฮดสถิต (แต่ไม่ใช่ความดันเฮดสถิต )

ในทางคณิตศาสตร์สามารถแสดงได้ดังนี้:

${\displaystyle \psi ={\frac {p}{\gamma }}={\frac {p}{\rho \,g}}}$

ที่ไหน

${\displaystyle \psi }$ไซ (ภาษากรีก)หมายถึง ระดับความดัน (ซึ่งจริงๆ แล้วคือความยาวโดยทั่วไปมีหน่วยเป็นเมตรหรือเซนติเมตรของน้ำ )

${\displaystyle p}$คือความดัน ของไหล (กล่าวคือแรงต่อหน่วยพื้นที่โดยทั่วไปแสดงในหน่วยปาสคาล )

${\displaystyle \gamma }$คือน้ำหนักจำเพาะ (กล่าวคือ แรงต่อหน่วยปริมาตรโดยทั่วไปแสดงในหน่วย N/ ^m³ )

${\displaystyle \rho }$คือความหนาแน่นของของเหลว (กล่าวคือมวลต่อหน่วยปริมาตร โดยทั่วไปแสดงในหน่วย kg/ ^m³ )

${\displaystyle g}$คือความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (กล่าวคือ อัตราการเปลี่ยนแปลงของความเร็ว ซึ่งแสดงในหน่วย m/ ^s² )

โปรดทราบว่าในสมการนี้ คำว่า "ความดัน" อาจเป็นความดันเกจหรือความดันสัมบูรณ์ขึ้นอยู่กับการออกแบบของภาชนะและว่าภาชนะนั้นเปิดสู่บรรยากาศภายนอกหรือปิดสนิทโดยปราศจากอากาศ

แรงดันเฮดเป็นส่วนประกอบหนึ่งของไฮดรอลิกเฮดซึ่งรวมเข้ากับอีเลฟตีเฮด เมื่อพิจารณาระบบไดนามิก (การไหล) จะต้องมีส่วนประกอบที่สามคือความเร็วเฮดดังนั้น ส่วนประกอบทั้งสาม ได้แก่ความเร็วเฮด อีเลฟตีเฮดและแรงดันเฮด จึง ปรากฏในสมการเฮดที่ได้มาจากสมการเบอร์นูลลีสำหรับของไหลที่อัดไม่ได้ :

${\displaystyle h_{v}+z_{\text{elevation}}+\psi =C\,}$

ที่ไหน

${\displaystyle h_{v}}$คือหัววัดความเร็ว

${\displaystyle z_{\text{ระดับความสูง}}}$คือระดับความสูง

${\displaystyle \psi }$คือหัวแรงดัน และ

${\displaystyle C}$เป็นค่าคงที่สำหรับระบบ

การไหลของของเหลวถูกวัดด้วยเครื่องมือหลากหลายชนิดเครื่องวัดเวนทูรีในแผนภาพด้านซ้ายแสดงให้เห็นของเหลวที่ใช้วัดสองคอลัมน์ที่ระดับความสูงต่างกัน ความสูงของแต่ละคอลัมน์ของของเหลวเป็นสัดส่วนกับความดันของของเหลว เพื่อแสดงการวัดความดันแบบคลาสสิก เราอาจลองแทนที่ของเหลวที่ใช้ในการวัด ด้วยของเหลวอื่นที่มี คุณสมบัติทางกายภาพแตกต่างกันก็ได้

ตัวอย่างเช่น ถ้าของเหลวเดิมเป็นน้ำและเราเปลี่ยนเป็นปรอทที่ความดันเดียวกัน เราคาดว่าจะเห็นค่าความดันที่แตกต่างกันอย่างมาก เนื่องจากความหนาแน่นจำเพาะของน้ำคือ 9.8 kN/m³ ^และความหนาแน่นจำเพาะของปรอทคือ 133 kN/m³ ^{ดังนั้น}สำหรับการวัดความดันใดๆ ความสูงของคอลัมน์น้ำจะสูงกว่าคอลัมน์ปรอทประมาณ [133/9.8 = 13.6] 13.6 เท่า ดังนั้น ถ้าเครื่องวัดระดับน้ำอ่านค่าได้ "13.6 cm H₂O _"การวัดที่เทียบเท่ากันก็คือ "1.00 cm Hg"

ตัวอย่างนี้แสดงให้เห็นว่าทำไมจึงมีความสับสนเกี่ยวกับหัวความดันและความสัมพันธ์กับความดัน นักวิทยาศาสตร์มักใช้คอลัมน์น้ำ (หรือปรอท) เพื่อวัดความดัน ( การวัดความดัน แบบมาโนเมตริก ) เนื่องจากสำหรับของเหลวที่กำหนด หัวความดันจะแปรผันตรงกับความดัน การวัดความดันในหน่วย " มิลลิเมตรปรอท " หรือ " นิ้วน้ำ " นั้นเหมาะสมสำหรับเครื่องมือวัดแต่การวัดหัวความดันดิบเหล่านี้มักจะต้องแปลงเป็นหน่วยความดันที่สะดวกกว่าโดยใช้สมการข้างต้นเพื่อหาค่าความดัน

โดยสรุปแล้วแรงดันหัวน้ำเป็นการวัดความยาว ซึ่งสามารถแปลงเป็นหน่วยของแรงดัน (แรงต่อหน่วยพื้นที่) ได้ ตราบใดที่ให้ความสำคัญอย่างเคร่งครัดกับความหนาแน่นของของเหลวที่วัดและค่า g ในบริเวณนั้น

โดยปกติแล้ว เราจะใช้การคำนวณระดับความดันในพื้นที่ที่มีค่าคงที่ อย่างไรก็ตาม หากสนามโน้มถ่วงผันผวน เราสามารถพิสูจน์ได้ว่าระดับความดันจะผันผวนตามไปด้วย ${\displaystyle g}$

• หากเราพิจารณาสิ่งที่อาจเกิดขึ้นหากแรงโน้มถ่วงลดลงเราคาดว่าของเหลวในเครื่องวัดเวนทูรีที่แสดงด้านบนจะไหลออกจากท่อขึ้นไปในเสาแนวตั้งความดันจะเพิ่มขึ้น
• ในกรณีที่ไร้น้ำหนักแรงดันจะเข้าใกล้ค่าอนันต์ของเหลวในท่ออาจ "รั่ว" ออกมาจากด้านบนของเสาแนวตั้ง (โดยสมมติ)${\displaystyle p>0}$
• เพื่อจำลองสภาวะแรงโน้มถ่วงติดลบ เราสามารถพลิกเครื่องวัดเวนทูรีที่แสดงด้านบนกลับหัว ในกรณีนี้ แรงโน้มถ่วงจะเป็นลบ และเราคาดว่าของเหลวในท่อจะ "ไหลออกมา" เป็นลำแนวตั้ง แรงดันหัวจะเป็นลบ (โดยสมมติว่า)${\displaystyle p>0}$
• ถ้าและเราจะสังเกตว่าแรงดันหัวก็เป็นลบเช่นกันและอากาศโดยรอบจะถูกดูดเข้าไปในคอลัมน์ที่แสดงในเครื่องวัดเวนทูรีด้านบน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าไซฟอนและเกิดจากสุญญากาศ บางส่วน ภายในคอลัมน์แนวตั้ง ในเครื่องวัดเวนทูรีหลายๆ เครื่อง คอลัมน์ทางด้านซ้ายจะมีของเหลวอยู่ ( ) ในขณะที่คอลัมน์ทางด้านขวาเท่านั้นที่เป็นไซฟอน ( )${\displaystyle p<0}$${\displaystyle g>0}$${\displaystyle \psi >0}$${\displaystyle \psi <0}$
• ถ้าและเราจะสังเกตว่าแรงดันหัวกลับเป็นบวกอีกครั้ง ซึ่งทำนายได้ว่าเครื่องวัดเวนทูรีที่แสดงด้านบนจะมีลักษณะเหมือนเดิม เพียงแต่กลับหัว ในสถานการณ์นี้ แรงโน้มถ่วงทำให้ของเหลวทำงานอุดตันรูไซฟอน แต่ของเหลวจะไม่รั่วไหลออกมาเนื่องจากแรงดันแวดล้อมมากกว่าแรงดันในท่อ${\displaystyle p<0}$${\displaystyle g<0}$
• สถานการณ์ข้างต้นแสดงให้เห็นว่าสมการเบอร์นูลลีซึ่งเราใช้ในการคำนวณหาค่าความดันสถิตนั้น มีความหลากหลายในการใช้งานอย่างมาก

บารอมิเตอร์ปรอทเป็นหนึ่งในเครื่องมือ วัด ความดันสถิตแบบ คลาสสิ ก บารอมิเตอร์ชนิดนี้เป็นแท่งปรอทที่ปิดมิดชิดตั้งตรง มีขีดบอกระดับบนหลอด ปลายด้านล่างของหลอดจะจุ่มอยู่ในอ่างปรอทที่เปิดสู่สภาพแวดล้อมภายนอก เพื่อวัดความดันบรรยากาศ ในบริเวณนั้น ค่าที่อ่านได้จาก บารอมิเตอร์ ปรอท ( เช่น มิลลิเมตรปรอท ) สามารถแปลงเป็นความดันสัมบูรณ์ได้โดยใช้สมการข้างต้น

ถ้าเรามีคอลัมน์ปรอทสูง 767 มิลลิเมตร เราสามารถคำนวณความดันบรรยากาศได้เป็น (767 มิลลิเมตร)•(133 กิโลนิวตัน/ลูกบาศก์เมตร⁾ = 102 กิโลปาสคาล ดู บทความเกี่ยวกับ ทอร์มิลลิเมตรปรอทและปาสคาล (หน่วย)สำหรับการวัดความดันบรรยากาศที่สภาวะมาตรฐาน

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบเวนทูรีและมาโนมิเตอร์ เป็น เครื่องวัดอัตราการไหลชนิดหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปใน งานเกี่ยว กับของเหลว หลายประเภท เพื่อแปลงค่าความดันแตกต่างเป็นอัตราการไหลเชิง ปริมาตร ความเร็ว เชิงเส้น ของของเหลวหรืออัตราการไหลของมวลโดยใช้หลักการของเบอร์นูลลี ค่า ที่อ่านได้จากเครื่องวัดเหล่านี้ (เช่น ในหน่วยนิ้วของน้ำ) สามารถแปลงเป็นความดันแตกต่าง หรือความดันเกจ ได้โดยใช้สมการข้างต้น

ความดันของของเหลวจะแตกต่างกันเมื่อมันไหลและเมื่อมันหยุดนิ่ง นี่คือเหตุผลที่ความดันสถิตและความดันพลวัตไม่เท่ากันในระบบที่ของเหลวกำลังเคลื่อนที่ ความแตกต่างของความดันนี้เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงความเร็วของของเหลวซึ่งก่อให้เกิดหัวความเร็วซึ่งเป็นพจน์ในสมการเบอร์นูลลีที่มีค่าเป็นศูนย์เมื่อไม่มีการเคลื่อนที่โดยรวมของของเหลว ในภาพด้านขวา ความแตกต่างของความดันเกิดจากการเปลี่ยนแปลงหัวความเร็วของของเหลวทั้งหมด แต่สามารถวัดได้เป็นหัวความดันเนื่องจากหลักการของเบอร์นูลลี ในทางกลับกัน หากเราสามารถวัดความเร็วของของเหลวได้ หัวความดันก็สามารถคำนวณได้จากหัวความเร็ว ดูการพิสูจน์สมการเบอร์นูลลี

• น้ำหนึ่งเซนติเมตร
• การวัดความดัน
• หัวไฮดรอลิกหรือหัวความเร็วซึ่งรวมถึงส่วนประกอบของหัวแรงดันด้วย
• ปรากฏการณ์เวนทูริ

• บทความจาก Engineering Toolbox เกี่ยวกับน้ำหนักจำเพาะ
• บทความจาก Engineering Toolbox เกี่ยวกับแรงดันสถิต