עומד הידראולי

נוזל זורם מהמכל העליון למכל שבבסיס תחת לחץ של העומד ההידראולי

עומד הידראולי הוא כמות האנרגיה ליחידת משקל של זורם כלשהו ביחס למשטח גאודזי ונמדד ביחידות של מטרים (לדוגמה: עבור מים היחידות הן מטר מים [m H₂O]). העומד ההידראולי הוא שילוב של מספר מדדים: גובה הזורם, הלחץ בו שרוי הזורם, מהירות הזורם ומשקלו הסגולי. סכומם הפיזיקלי של כל המדדים הללו מאפשרים לקבוע מדד לעומד ההידראולי של הזורם ומאפשרים לנבא בעזרת חישוב את כיוון זרימתו, שכן זורם יזרום תמיד מעומד הידראולי גבוה לעומד הידראולי נמוך (כדי לפצות על הפסדים בזרימה). עומד הידראולי יכול להיות מחושב לפי הנוסחה הנובעת ממשוואת ברנולי: $H=z+\psi +v^{2}/2g$ כאשר:

H - העומד ההידראולי הכולל ביחידות של גובה [למשל, מטר מים].

z - גובה הזורם ביחס למשטח כלשהו [למשל, מטר מים].

$\psi$ - עומד לחץ. $\psi ={\frac {p}{\rho \cdot g}}$. כלומר, $\psi$ שווה ללחץ חלקי צפיפות הנוזל כפול תאוצת הכובד ולכן יכול להימדד ביחידות של גובה (למשל, מטר מים).

$v^{2}/2g$ - עומד קינטי, הנובע מהאנרגיה הקינטית של הזורם

לדוגמה: מכל מים בגובה 10 מטרים, הפתוח לאטמוספירה. כאשר מתרחש מצב סטטי ללא זרימה במכל, גובה המים בנקודה הגבוהה ביותר במכל הוא 10 מטרים ($z_{1}=10$), אך הלחץ בה שווה ללחץ האטמוספירי, ולכן $p_{1}=0$ ולכן גם $\psi _{1}={\frac {0}{\rho \cdot g}}=0$. הזורם נייח ולכן גם העומד הקינטי הוא אפס, ומכאן: $H_{1}=10+0+0=10m$ . בנקודה הנמוכה ביותר במכל הגובה הוא $z_{2}=0$, אך לחץ המים בה שווה לעשרה מטרים של מים הלוחצים על הנקודה ($\psi _{2}=10m$) ומכאן: $H_{2}=0+10=10m$. ולכן העומד ההידראולי במעלה המכל שווה לעומד ההידראולי בתחתית המכל ($H_{1}=H_{2}$) ולא מתרחשת זרימת מים בין שתי הנקודות.

אולם אם יפתח נקב בתחתית המיכל, הלחץ בנקב הוא אפס (אטמוספירי) וכל העומד יהפוך לעומד קינטי (מהירות) לפי עקרון טוריצ'לי $H_{3}=H_{1}=10m=v^{2}/2g$ ולכן מהירות הזורם היוצא מהנקב תהיה $v={\sqrt {2gH}}$.