Πώς μετράται η ροή σωλήνα pitot;

Η ροή σωλήνα pitot μετράται με βάση την πίεση του αέρα που διέρχεται σε αυτό και την καθιερωμένη πυκνότητα αέρα της ατμόσφαιρας στη συγκεκριμένη ανύψωση και τη θερμοκρασία του αέρα.Αυτές οι εξισώσεις βασίζονται σε αρχές Bernoulli σε μέτριες ταχύτητες που πρέπει να είναι κάτω από το υπερηχητικό εύρος.Άλλοι παράγοντες όπως η συσσώρευση πάγου ή οι διασταυρωμένοι άνεμοι μπορούν επίσης να επηρεάσουν την ακρίβεια της ροής του σωλήνα pitot.Αν και οι σωλήνες pitot μπορούν θεωρητικά να χρησιμοποιηθούν για τη μέτρηση οποιασδήποτε ταχύτητας ροής ρευστού, ενσωματώνονται συχνότερα σήμερα σε αεροσκάφη για τον προσδιορισμό της ταχύτητας αέρα κατά την πτήση.Ο Henri Pitot πιστώνεται με την εφεύρεση του σωλήνα pitot το 1732 κατά τη διάρκεια της μελέτης της πίεσης της ροής του ποταμού Σηκουάνα στη Γαλλία και ο Γάλλος επιστήμονας Henry Darcy τροποποίησε το σχεδιασμό του για χρήση αεροσκαφών στα μέσα του 19ου αιώνα.Η μορφή μέτρησης πίεσης, οι σωλήνες pitot δεν μετρούν τη μέση ταχύτητα, αλλά, αντίθετα, ένα μόνο σημείο ταχύτητας στο ρεύμα.Η ταχύτητα ροής υγρού δεν μπορεί να μετρηθεί μόνο με ροή σωλήνα pitot μόνο στα αεροσκάφη, καθώς απαιτούν επίσης μια μέτρηση εξωτερικής στατικής πίεσης αέρα για υπολογισμούς ταχύτητας.Αυτές οι συσκευές, επομένως, υπολογίζουν αυτό που είναι γνωστό ως πίεση στασιμότητας ή η πίεση που ασκείται με αέρα καθώς εισέρχεται στον σωλήνα pitot και εξέρχεται από τις οπές που συνδέονται με τον μετατροπέα πίεσης στο άλλο άκρο.Η στατική πίεση υπολογίζεται από στατικές θύρες που είναι γενικά τοποθετημένες στην πλευρά της ατράκτου ενός αεροσκάφους, ενώ η ροή σωλήνα pitot βασίζεται σε ένα σωλήνα pitot που συχνά τοποθετείται σε μια έκρηξη που εκτείνεται από τη μύτη του αεροσκάφους.Η ροή του σωλήνα, η πίεση στασιμότητας υπολογίζεται με την προσθήκη της τυπικής ατμοσφαιρικής στατικής πίεσης στη δυναμική πίεση που ασκείται στο εσωτερικό του σωλήνα pitot.Στο πίσω μέρος του σωλήνα pitot υπάρχει ένας δακτύλιος οπών και μια κεντρική τρύπα εξόδου, και οι δύο συνδέονται με τον μορφοτροπέα πίεσης.Καθώς ο αέρας εξέρχεται από αυτές τις οπές, οι διαφορές στην πίεση χρησιμοποιούνται από τον μετατροπέα σε υπολογιζόμενη δυναμική πίεση αέρα.Η εξίσωση Bernoullis δηλώνει ότι η στατική πίεση αέρα συν δυναμική πίεση αέρα ισούται με την συνολική πίεση αέρα, η οποία, στην περίπτωση αυτή, είναι η πίεση στασιμότητας των σωλήνων pitots.Για να υπολογιστεί η ταχύτητα του αεροσκάφους που περνάει η ροή του σωλήνα pitot.Ενώ αυτό είναι αξιόπιστο κάτω από τις ιδανικές συνθήκες, οι χαμηλές ταχύτητες αέρα θα παρουσιάζουν συχνά τέτοιες μικρές αλλαγές στην πίεση στη ροή του σωλήνα pitot που ο μετατροπέας πίεσης μπορεί συχνά να αποτύχει να τις υπολογίσει με ακρίβεια, με αποτέλεσμα τις εσφαλμένες αναγνώσεις ταχύτητας.Αρκετά θανατηφόρα ατυχήματα αέρα που περιλαμβάνουν ελαττωματικές αναγνώσεις ροής σωλήνα pitot έχουν επίσης συμβεί όταν ήταν παγωμένα πάνω, μεταβάλλοντας τη ροή του αέρα, έτσι οι ενσωματωμένες θερμαντήρες αποδέσμευσης ενσωματώνονται τώρα σε σωλήνες pitot για να αποτρέψουν τέτοιες τραγωδίες στο μέλλον.Οι προσαρμογές μπορούν επίσης να γίνουν για μοναδικές συνθήκες, όπως η χαμηλή ταχύτητα αέρα ή η υπερηχητική πτήση, έτσι ώστε οι σωλήνες pitot να παράγουν ακριβείς αναγνώσεις.