Como o fluxo do tubo Pitot é medido?

O fluxo do tubo de pitot é medido com base na pressão do ar que passa nele e na densidade do ar estabelecida da atmosfera em sua elevação e temperatura do ar particular. Essas equações são baseadas nos princípios de Bernoulli em velocidades moderadas que devem estar abaixo da faixa supersônica. Outros fatores, como acúmulo de gelo ou ventos cruzados, também podem afetar a precisão do fluxo do tubo Pitot. Embora os tubos Pitot possam teoricamente ser usados ​​para medir qualquer velocidade de fluxo de fluido, eles são incorporados com mais frequência hoje em aeronaves para determinar a velocidade do ar no vôo. Henri Pitot é creditado com a invenção do tubo Pitot em 1732 durante o estudo da pressão do fluxo do rio Sena na França, e o cientista francês Henry Darcy modificou seu design para uso de aeronaves em meados do século XIX.

Como forma de medição de pressão, os tubos pitot não medem a velocidade média, mas, em vez disso, um único ponto de velocity no fluxo. A velocidade do fluxo do fluido não pode ser medida pelo fluxo do tubo Pitot sozinho em aeronaves, pois eles também exigem uma medição da pressão estática externa para cálculos de velocidade. Esses dispositivos, portanto, calculam o que é conhecido como pressão de estagnação, ou a pressão exercida pelo ar quando entra no tubo Pitot e sai através de orifícios conectados do transdutor de pressão na outra extremidade. A pressão estática é calculada por portas estáticas geralmente montadas na lateral da fuselagem de uma aeronave, enquanto o fluxo do tubo de pitot é baseado em um tubo de pitot que é frequentemente montado em um boom que se estende pelo nariz da aeronave.

Com o fluxo do tubo Pitot, a pressão de estagnação é calculada adicionando a pressão estática atmosférica padrão à pressão dinâmica exercida no interior do tubo Pitot. Na parte de trás do tubo Pitot, há um anel de orifícios e um orifício central de saída, ambos conectados ao transdutor de pressão. À medida que o ar sai desses orifícios, as diferenças de pressão são usadas pelo TRansduces para calcular a pressão dinâmica do ar. A equação de Bernoulli afirma que a pressão estática do ar mais a pressão dinâmica do ar é igual à pressão total do ar, que, neste caso, é a pressão de estagnação do tubo do pitot.

Quando a pressão de estagnação é conhecida, bem como a densidade local do ar, as equações de Bernoulli podem ser usadas para calcular a velocidade da aeronave pela qual o fluxo do tubo Pitot está passando. Embora isso seja confiável em condições ideais, as baixas velocidades de ar geralmente apresentam pequenas alterações na pressão no fluxo do tubo Pitot que o transdutor de pressão geralmente pode deixar de calcular com precisão, resultando em leituras de velocidade errônea. Vários acidentes de ar fatais envolvendo leituras de fluxo de tubo de pitot com defeito também ocorreram quando foram geladas, alterando o fluxo de ar, de modo que os aquecedores de degelo embutidos agora são incorporados aos tubos de pitot para evitar tais tragédias no futuro. Os ajustes também podem ser feitos para condições únicas, como baixa velocidade do ar ou flig supersônicaht, para que os tubos Pitot geram leituras precisas.