Pitot tüpü - Pitot tube

Uçaklar, hava hızını ölçmek için pitot tüpleri kullanır. Bir Airbus A380'den alınan bu örnek, bir pitot tüpünü (sağda) statik bir port ve bir hücum açısı kanadı (solda) ile birleştirir. Hava akışı sağdan soladır.
Pitot tüp çeşitleri
Bir manometreye bağlı pitot statik tüp
Kamov Ka-26 helikopterinde pitot tüpü
Formula 1 arabasındaki pitot tüpleri
Bir Boeing 777'de pitot tüplerinin yeri

Bir Pitot ( / s Ben bir t / PEE -toh ) boru olarak da bilinen, pitot probu , a, akış ölçümü ölçüm için kullanılan cihaz sıvı akış hızı . Pitot tüpü, 18. yüzyılın başlarında Fransız mühendis Henri Pitot tarafından icat edildi ve modern formuna 19. yüzyılın ortalarında Fransız bilim adamı Henry Darcy tarafından değiştirildi . Yaygın belirlemek için kullanılan hava hızını bir bölgesinin hava bir teknenin, su hızı ve bazı endüstriyel uygulamalarda sıvı, hava ve gaz akış hızlarını ölçmek için uygulanır.

Operasyon teorisi

Temel pitot tüpü, doğrudan sıvı akışına bakan bir tüpten oluşur. Bu tüp sıvı içerdiğinden, bir basınç ölçülebilir; akışın devam etmesine izin verecek bir çıkış olmadığı için hareket eden akışkan dinlenmeye bırakılır (durgunlaşır). Bu basınç, sıvının durgunluk basıncı olup, aynı zamanda toplam basınç veya (özellikle havacılıkta) pitot basıncı olarak da bilinir .

Ölçülen durgunluk basıncının kendisi, sıvı akış hızını (havacılıkta hava hızı) belirlemek için kullanılamaz. Ancak, Bernoulli denklemi şunları belirtir:

Durgunluk basıncı = statik basınç + dinamik basınç

Hangisi de yazılabilir

Bunu akış hızı için çözmek

nerede

  • bir akım hızı ;
  • durgunluk veya toplam basınçtır;
  • olan statik basınç ;
  • ve sıvı yoğunluğudur.

NOT: Yukarıdaki denklem yalnızca sıkıştırılamaz olarak kabul edilebilecek akışkanlar için geçerlidir. Sıvılar hemen hemen her koşulda sıkıştırılamaz olarak kabul edilir. Belirli koşullar altında gazlar sıkıştırılamaz olarak tahmin edilebilir. Bkz. Sıkıştırılabilirlik .

O halde dinamik basınç , durgunluk basıncı ile statik basınç arasındaki farktır. Dinamik basınç daha sonra kapalı bir kap içinde bir diyafram kullanılarak belirlenir. Diyaframın bir tarafındaki hava statik basınçta ve diğer taraftaki durgunluk basıncındaysa, diyaframın sapması dinamik basınçla orantılıdır.

Uçakta, statik basınç genellikle gövdenin yan tarafındaki statik portlar kullanılarak ölçülür . Ölçülen dinamik basınç , uçağın belirtilen hava hızını belirlemek için kullanılabilir . Yukarıda açıklanan diyafram düzenlemesi tipik olarak , dinamik basıncı mekanik kollar aracılığıyla bir hava hızı okumasına dönüştüren hava hızı göstergesi içinde bulunur .

Ayrı pitot ve statik portlar yerine , statik basıncı ölçmek için doğrudan hava akışının dışında, yanlarında delikler bulunan pitot tüpüyle eş eksenli ikinci bir tüpe sahip olan bir pitot-statik tüp ( Prandtl tüpü olarak da adlandırılır ) kullanılabilir. .

Basınç farkını ölçmek için sıvı kolon manometresi kullanılıyorsa ,

nerede

Bu nedenle,

Uçak ve kazalar

Pitot-statik sistem, havacılıkta bir uçağın hava hızını , Mach sayısını , irtifasını ve irtifa trendini belirlemek için en sık kullanılan basınca duyarlı araçlardan oluşan bir sistemdir . Bir pitot-statik sistem genellikle bir pitot tüpü, bir statik bağlantı noktası ve pitot-statik aletlerden oluşur. Pitot statik sistem okumalarındaki hatalar, hava hızı gibi pitot statik sisteminden elde edilen bilgiler potansiyel olarak güvenlik açısından kritik olduğundan son derece tehlikeli olabilir.

Birkaç ticari havayolu olayı ve kazası, pitot-statik sistemin başarısızlığına kadar izlendi. Örnekler arasında Austral Líneas Aéreas Flight 2553 , Northwest Airlines Flight 6231 , Birgenair Flight 301 ve iki X-31'den biri sayılabilir . Fransız hava emniyet yetkilisi BEA o pitot tüpü buzlanma kazasında bir faktör olduğunu söyledi Air France Flight 447 içine Atlantik Okyanusu . 2008'de Air Caraïbes , A330'larında iki pitot tüpü buzlanma arızası olayı bildirdi.

Birgenair Flight 301 , müfettişlerin pitot tüpünün içinde yuva oluşturan böceklerden kaynaklandığından şüphelenilen ölümcül bir pitot tüpü arızası yaşadı; baş şüpheli siyah ve sarı çamur dauber yaban arısıdır .

Aeroperú Flight 603 , temizlik ekibinin statik portu bantla bloke etmesi nedeniyle ölümcül bir pitot-statik sistem arızası yaşadı.

Endüstri uygulamaları

Bir F/A-18'den Pitot tüpü
Mount Washington Gözlemevi'ndeki hava durumu araçları . Pitot tüplü statik anemometre sağdadır.

Endüstride, ölçülen akış hızları genellikle bir anemometre ile ölçüm yapmanın zor olacağı kanallarda ve borularda akan hızlardır . Bu tür ölçümlerde kullanılacak en pratik alet pitot tüpüdür. Pitot tüpü , kanallı rüzgar tüneli içindeki akış hızını belirlemek için bir U-tüp su göstergesine veya başka bir diferansiyel basınç göstergesine bağlı pitot ile kanaldaki küçük bir delikten sokulabilir . Bu tekniğin bir kullanımı, şartlandırılmış bir alana iletilen havanın hacmini belirlemektir.

Bir kanaldaki sıvı akış hızı daha sonra şu şekilde tahmin edilebilir:

Hacim akış hızı (dakikada fit küp) = kanal alanı (fit kare) × akış hızı (dakikada fit)
Hacimsel akış hızı (saniyede metreküp) = kanal alanı (metrekare) × akış hızı (saniyede metre)

Havacılıkta, hava hızı tipik olarak deniz mili cinsinden ölçülür .

Yüksek rüzgar hızlarına sahip hava istasyonlarında, pitot tüpü, pitot tüpü statik anemometre adı verilen özel bir anemometre türü oluşturacak şekilde değiştirilir .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Notlar

bibliyografya

  • Kermode, AC (1996) [1972]. Uçuş Mekaniği . Barnard, RH (Ed.) ve Philpott, DR (Ed.) (10. basım). Prentice Salonu. s. 63–67. ISBN'si 0-582-23740-8.
  • Pratt, Jeremy M. (2005) [1997]. Özel Pilot Lisansı Kursu: Uçuş İlkeleri, Uçak Genel Bilgisi, Uçuş Performansı ve Planlaması (3. baskı). gen108–gen111. ISBN'si 1-874783-23-3.
  • Tietjens, OG (1934). L. Prandtl, Doktora derslerde göre Uygulamalı Hidro Aeromechanics, . Dove Publications, Inc. s. 226–239. ISBN'si 0-486-60375-X.
  • Salih, JM (2002). Akışkan Akışı El Kitabı . McGraw-Hill Profesyonel.

Dış bağlantılar