Jak mierzy się przepływ rurki pitota?

Przepływ rurki Pitota jest mierzony w oparciu o ciśnienie powietrza przechodzącego do niego i ustaloną gęstość powietrza atmosfery w jej szczególnym wysokości i temperaturze powietrza. Równania te oparte są na zasadach Bernoulli przy umiarkowanych prędkościach, które muszą być poniżej zasięgu naddźwiękowego. Inne czynniki, takie jak gromadzenie się lodu lub wiatry krzyżowe, mogą również wpływać na dokładność przepływu rurki Pitot. Chociaż rurki Pitota można teoretycznie stosować do pomiaru dowolnej prędkości przepływu płynu, najczęściej są one dziś włączone do samolotów w celu ustalenia prędkości powietrza w locie. Henri Pitot jest przypisywany wynalezieniu rurki Pitota w 1732 r. Podczas badania ciśnienia przepływu rzeki SEINE we Francji, a francuski naukowiec Henry Darcy zmodyfikował jego projekt do używania samolotów w połowie XIX wieku.

Jako forma pomiaru ciśnienia rurki Pitot nie mierzą średniej prędkości, ale zamiast tego pojedynczego punktu VelociTy w strumieniu. Prędkości przepływu płynu nie można zmierzyć samym przepływem rurki pitot na samolotach, ponieważ wymagają one również pomiaru zewnętrznego ciśnienia statycznego powietrza do obliczeń prędkości. Urządzenia te obliczają zatem tak zwane ciśnienie stagnacji lub ciśnienie wywierane przez powietrze, gdy wchodzi do rurki Pitot i wychodzi przez otwory podłączone do nadbrzeża ciśnienia na drugim końcu. Ciśnienie statyczne jest obliczane przez porty statyczne zwykle zamontowane z boku kadłuba samolotu, podczas gdy przepływ rurki pitot jest oparty na rurce pitot, która często jest zamontowana na wysięgniku, który rozciąga się z nosa samolotu.

W przypadku przepływu rurki pitota oblicza się ciśnienie stagnacji poprzez dodanie standardowego ciśnienia statycznego atmosferycznego do ciśnienia dynamicznego wywieranego na wnętrze rurki Pitot. Z tyłu rurki Pitot znajduje się pierścień otworów i centralny otwór wyjściowy, oba połączone z przetwornikiem ciśnienia. Gdy powietrze wychodzi z tych otworów, różnice ciśnienia są wykorzystywane przez TRansducer do obliczonego dynamicznego ciśnienia powietrza. Równanie Bernoulliego stwierdza, że ​​statyczne ciśnienie powietrza plus dynamiczne ciśnienie powietrza równa się całkowitemu ciśnieniu powietrza, co w tym przypadku jest ciśnieniem stagnacji rurki Pitota.

Gdy znane jest ciśnienie stagnacji, a także lokalną gęstość powietrza, równania Bernoulli można zastosować do obliczenia prędkości samolotu, przez który przechodzi przepływ rurki Pitot. Chociaż jest to niezawodne w idealnych warunkach, niskie prędkości powietrza często występują tak niewielkie zmiany ciśnienia w przepływie rurki Pitota, że ​​przetwornik ciśnienia często nie może go obliczyć, co powoduje błędne odczyty prędkości. W przypadku ich mrożonego przepływu wystąpiło kilka śmiertelnych wypadków powietrznych z wadliwymi odczytami przepływu rurki pitota, zmieniając przepływ powietrza, więc wbudowane grzejniki de-de-thing są obecnie włączone do rur pitot, aby zapobiec takim tragediom w przyszłości. Można również wprowadzić regulacje w przypadku unikalnych warunków, takich jak niska prędkość powietrza lub naddźwiękowy fligHT, tak że rurki pitota generują dokładne odczyty.