Jak se měří průtok Pitotovy trubice?

Průtok Pitotovy trubice se měří na základě tlaku vzduchu procházejícího do ní a stanovené hustoty vzduchu v atmosféře při jejím konkrétním zvýšení a teplotě vzduchu. Tyto rovnice jsou založeny na Bernoulliho principech při mírných rychlostech, které musí být pod nadzvukovým rozsahem. Přesnost průtoku trubice Pitot může ovlivnit i další faktory, jako je například tvorba ledu nebo příčný vítr. Ačkoli Pitotovy trubice lze teoreticky použít k měření rychlosti proudění tekutin, dnes se nejčastěji používají v letadlech pro stanovení rychlosti vzduchu za letu. Henri Pitot je připočítán s vynálezem Pitotovy trubice v roce 1732 při studiu tlaku proudu řeky Seiny ve Francii a francouzský vědec Henry Darcy upravil svůj design pro použití letadel v polovině 19. století.

Jako forma měření tlaku Pitotovy trubky neměří průměrnou rychlost, ale místo toho jediný bod rychlosti v proudu. Rychlost proudění tekutiny nelze měřit pomocí Pitotovy trubice samotné v letadle, protože pro výpočet rychlosti vyžadují také měření vnějšího statického tlaku vzduchu. Tato zařízení proto počítají to, co je známé jako tlak stagnace nebo tlak vyvíjený vzduchem, když vstupuje do Pitotovy trubice a vystupuje skrz otvory spojené s převodníkem tlaku na druhém konci. Statický tlak je počítán statickými porty obecně namontovanými na boku trupu letadla, zatímco Pitotova trubice je založena na Pitotově trubici, která je často namontována na výložníku, který sahá ven z nosu letadla.

U průtokové trubice Pitotovy trubice se stagnační tlak vypočítá přidáním standardního atmosférického statického tlaku k dynamickému tlaku vyvíjenému na vnitřek trubice Pitotovy trubice. Na zadní straně Pitotovy trubice jsou prstenec otvorů a centrální výstupní otvor, oba spojené s tlakovým převodníkem. Jak vzduch opouští tyto díry, používá tlakový převodník k výpočtu dynamického tlaku vzduchu rozdíly v tlaku. Bernoulliho rovnice říká, že statický tlak vzduchu plus dynamický tlak vzduchu se rovná celkovému tlaku vzduchu, což je v tomto případě Pitotova trubice stagnační tlak.

Když je znám stagnační tlak a místní hustota vzduchu, lze pomocí Bernoulliho rovnic vypočítat rychlost letadla, kterým prochází Pitotova trubice. I když je to za ideálních podmínek spolehlivé, nízké rychlosti vzduchu budou často představovat tak malé změny tlaku v Pitotově zkumavce, že snímač tlaku je často nedokáže přesně vypočítat, což má za následek chybné odečty rychlosti. Když došlo k námraze, došlo k několika smrtelným leteckým nehodám, které se týkaly chybných údajů o průtoku zkumavek Pitotovy trubice, což změnilo průtok vzduchu, takže nyní jsou do zkumavek Pitot začleněny vestavěné odmrazovací ohřívače, aby se takovým tragénám v budoucnu zabránilo. Úpravy lze také provést podle jedinečných podmínek, jako je nízká rychlost vzduchu nebo nadzvukový let, takže Pitotovy trubice generují přesné hodnoty.