Pitotova trubica

Pitotova trubica alebo Pitotova rúrka je meracie zariadenie, ktorým sa meria rýchlosť prúdenia kvapalín (plynov) na princípe pomeru statického a dynamického tlaku meranej kvapaliny (plynu). Princíp činnosti vychádza z Bernoulliho rovnice. Toto zariadenie sa prakticky využíva hlavne pri meraní rýchlosti lietadiel, a na meranie rýchlosti prúdenia kvapalín v rúrkach. Pitotova trubica bola vynájdená francúzskym inžinierom talianskeho pôvodu Henrim Pitotom na začiatku 18. storočia a do dnešnej podoby bola upravená v polovici 19. storočia francúzskym vedcom Henrym Darcym.

Niekedy sú pojmovo zamieňané Pitotova trubica a Prandtlova trubica (v niektorých jazykoch dokonca označené ako Pitot-Prandtlova trubica). Princíp je rovnaký, rozdiel je len v tom, že výstupom Prandtlovej trubice je priamo dynamický tlak (statický tlak sa eliminuje vo vnútri sondy).

Princíp

Pitotova trubica
modrá: meranie celkového tlaku
červená: meranie statického tlaku
zelená: diferenčný (pomerový) tlakomer

Pitotova trubica pozostáva z rúry s otvoreným koncom namiereným proti smeru toku kvapaliny (plynu). Kvapalina (plyn) sa v reálnom prostredí nachádza pri určitom statickom tlaku. Zároveň však pri jej pohybe je vytvorený dynamický tlak daný kinetickou energiou toku kvapaliny. Z Bernoulliho rovnice vyplýva, že

celkový tlak p = statický tlak p₁ + dynamický tlak p₂

inak povedané, tlak na vstupe otvorenej rúrky je súčtom statického tlaku prostredia a dynamického (kinetického) tlaku pohybujúcich sa molekúl kvapaliny (plynu).

p={\frac {\varrho v_{2}^{2}}{2}}+p_{1}

z čoho dynamický tlak je rozdiel medzi celkovým a statickým tlakom. Statický tlak sa meria mimo trubice, v lietadlách obvykle na boku trupu pomocou tzv. statických portov. Dynamický tlak sa určuje pomocou membrány v uzatvorenej nádrži. Ak tlak z jednej strany membrány je ustálený na statický tlak, potom je deformácia membrány úmerná dynamickému tlaku, tento sa prepočíta (alebo mechanicky prevedie) na ukazovateľ rýchlosti (výchylka membrány je elektronicky, alebo mechanicky prenesená na ukazovateľ rýchlosti). Namiesto statických portov môže byť použitá Pitotova statická trubica (tiež známa ako Prandtlova trubica). Táto má druhú trubicu na rovnakej osi ako je Pitotova, s dierami po stranách, smerom von od priameho toku vzduchu pre meranie statického tlaku.

Meranie rýchlosti prúdenia v rúre

Meranie rýchlosti v rúrke
modrá: pretekajúce médium
červená: kontrastná kvapalina alebo plavák

.

V priemysle sa touto metódou merajú rýchlosti toku tekutiny v plynovodoch a rúrkach, kde nie je možné použiť anemometer. Pitotova trubica umožňuje priebežné meranie bez nutnosti meniť tlak v rozvode. Rozdiel tlakov spôsobí rozdielnu výšku stĺpca kontrastnej kvapaliny, čo je priamo úmerné rýchlosti prúdenia média v rúrke.

Pozri aj

Prandtlova trubica

Velké havárie so zlyhaním systému Pitotovej trubice: Let Air France 447 a Let Aeroperú 603

Iné projekty

Commons ponúka multimediálne súbory na tému Pitotova trubica