Was ist Gegendruck?

Der Gegendruck ist normalerweise ein Maß für den Fluidwiderstand und den Druck in einem Rohr. Eine fluide Substanz, wie z. B. eine Flüssigkeit oder ein schweres Gas, bewegt sich durch ein Rohr mit der von seinem Zustand zugelassenen Höchstgeschwindigkeit. Wenn sich die Bedingungen des Rohrs ändern, z. B. wenn es enger wird oder sich verbiegt, verlangsamt sich die Flüssigkeit im Rohr, um sich an die neue Umgebung anzupassen. Beim Rechnen ist der Gegendruck ein Aufbau von Daten in einem Netzwerk-Switch.

Die widerstandsbasierte Version des Gegendrucks ist häufiger und sehr irreführend. Der tatsächliche Begriff bezieht sich auf den Widerstand, der erzeugt wird, wenn ein Rohr seine Konfiguration ändert, nicht auf die momentane Druckänderung dahinter. Die Druckänderung wird typischerweise als Fluidic Hammer bezeichnet.

Wenn sich eine fluide Substanz durch ein Rohr bewegt, baut sie viel kinetische Energie und Trägheit auf. Wenn diese Energie auf eine Wand trifft, springt sie wie Wellen zurück, wenn sie den Rand einer Tasse erreichen. Dies hat zwei Haupteffekte. Erstens erhöht es kurzzeitig den Druck in der Leitung, wenn die fluide Substanz zum ersten Mal auf die Änderung trifft. Der zweite Effekt verlangsamt die Bewegung der gesamten Flüssigkeit im Rohr, vom Wechsel bis zur Quelle.

Der erste Effekt wird allgemein als Fluidhammer oder Wasserschlag bezeichnet, wenn speziell über Wasser gesprochen wird. Wenn die Flüssigkeit auf die Veränderung trifft, prallt sie an der Flüssigkeit zurück, die versucht, durch das Rohr zu gelangen. Dies erhöht die in diesem kleinen Rohrabschnitt vorhandene Flüssigkeit und erhöht dadurch ihren Druck. Dies ist eine vorübergehende Änderung, die endet, sobald die Flüssigkeit beginnt, auf natürliche Weise um den Rohrbogen herum zu fließen, und an dieser Biegung nicht erneut auftritt, solange die Flüssigkeit kontinuierlich fließt.

Der zweite Effekt ist eine Verlangsamung der Bewegung im Rohr, die eigentliche Bedeutung des Gegendrucks. Die Verlangsamung an einer engen oder gebogenen Stelle verhindert, dass die Flüssigkeit so viel Schwung aufbaut. Dieser Verlust wird in der Rohrleitung zurückverwandelt, wodurch der Impuls des gesamten Stroms verringert wird. Dieses Phänomen wird verwendet, um die Geschwindigkeit eines Stoffes zu verringern, wenn er ein Rohr verlässt, oder um eine Flüssigkeit länger in einem Rohr zu halten.

In der Welt der Computer hat der Gegendruck eine ganz andere Bedeutung. Wenn ein Netzwerk-Switch oder ein Routing-System seinen Puffer mit Daten füllt und nicht mehr aufnehmen kann, sendet es Signale an die Broadcast-Quelle zurück, die besagen, dass es voll ist. Die in der Sendequelle aufgebauten Daten werden als Gegendruck bezeichnet. Dies ist eine unerwünschte Situation, da die aufgebauten Daten beim endgültigen Versenden leicht verfälscht werden.

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