¿Cómo se mide el flujo de tubo de pitot?
El flujo de tubo de Pitot se mide en función de la presión de aire que pasa a él y la densidad del aire establecida de la atmósfera a su elevación particular y temperatura del aire. Estas ecuaciones se basan en principios de Bernoulli a velocidades moderadas que deben estar por debajo del rango supersónico. Otros factores, como la acumulación de hielo o los vientos cruzados, también pueden afectar la precisión del flujo de tubos de pitot. Aunque los tubos de pitot se pueden usar teóricamente para medir cualquier velocidad de flujo de fluido, con mayor frecuencia se incorporan hoy en aviones para determinar la velocidad del aire en el vuelo. A Henri Pitot se le atribuye la invención del tubo de Pitot en 1732 durante el estudio de la presión del flujo del río Sena en Francia, y el científico francés Henry Darcy modificó su diseño para el uso de aviones a mediados del siglo XIX.
Como una forma de medición de presión, los tubos de pitot no miden la velocidad promedio, sino un solo punto de velocidadTy en la corriente. La velocidad del flujo de fluido no se puede medir mediante el flujo de tubo de Pitot solo en la aeronave, ya que también requieren una medición de la presión del aire estático externo para los cálculos de velocidad. Estos dispositivos, por lo tanto, calculan lo que se conoce como presión de estancamiento, o la presión ejercida por el aire cuando ingresa al tubo de Pitot y sale a través de agujeros conectados al transductor de presión en el otro extremo. La presión estática se calcula por puertos estáticos generalmente montados en el lado del fuselaje de una aeronave, mientras que el flujo de tubo de pitot se basa en un tubo de pitot que a menudo se monta en una pluma que se extiende desde la nariz de la aeronave.
Con el flujo de tubo de Pitot, la presión de estancamiento se calcula agregando la presión estática atmosférica estándar a la presión dinámica ejercida sobre el interior del tubo de pitot. En la parte posterior del tubo de Pitot hay un anillo de agujeros y un orificio de salida central, ambos conectados al transductor de presión. A medida que el aire sale de estos agujeros, el TR utiliza las diferencias de presiónAnsductor a la presión de aire dinámica calculada. La ecuación de Bernoulli establece que la presión del aire estático más la presión de aire dinámica es igual a la presión de aire total, que, en este caso, es la presión de estancamiento del tubo de Pitot.
Cuando se conoce la presión de estancamiento, así como la densidad del aire local, las ecuaciones de Bernoulli se pueden usar para calcular la velocidad de la aeronave por la que está pasando el flujo del tubo de pitot. Si bien esto es confiable en condiciones ideales, las bajas velocidades de aire a menudo presentarán cambios tan pequeños en la presión en el flujo de tubos de pitot que el transductor de presión a menudo puede no poder calcularlos con precisión, lo que resulta en lecturas de velocidad erróneas. También se han producido varios accidentes de aire fatales que involucran lecturas de flujo de tubo pitot defectuosa cuando estaban helados, alterando el flujo de aire, por lo que los calentadores de desbloqueo incorporados ahora se incorporan a los tubos de pitot para evitar tales tragedias en el futuro. Los ajustes también se pueden hacer para condiciones únicas, como la baja velocidad del aire o el flig supersónicoht, de modo que los tubos de pitot generan lecturas precisas.