Трубка Пито. Принцип работы

литература

  • Джеппесен Сандерсон: Руководство частного пилота. Джеппесен Сандерсон, Энглвуд, Колорадо, 2001, ISBN 0-88487-238-6 .
  • Мартин Шобер: Технология измерения расхода. Т I + II. Институт механики жидкости Германа Феттингера, Берлин, 2002 г.
  • Измерение воздушного потока. Мемориальный университет Ньюфаундленда, факультет инженерии и прикладных наук, лаборатория механики жидкостей, Спрингфилд, 2003 г.
  • Измерение давления с самолета NCAR. Национальный центр атмосферных исследований (NCAR) Исследовательский авиационный комплекс, Бюллетень. Боулдер Коло 10.1991, 21.
  • Справочник по полетам по приборам. Министерство транспорта США, Федеральное управление гражданской авиации. AC61-27C, Вашингтон, округ Колумбия, 1999.
  • Пол Б. Дюпюи: интеллектуальные датчики давления. Дивизия военной авионики. MN15-2322; HVN 542-5965. Вашингтон 2002.
  • Питер Доган: Руководство по летной подготовке по приборам. Книга авиации, Санта-Кларита, Калифорния 1999, ISBN 0-916413-12-8 .
  • Род Мачадо: Руководство по выживанию для пилота по приборам. Бюро спикеров авиации, Сил-Бич, Калифорния, 1998, ISBN 0-9631229-0-8 .
  • С. Гош, М. Мусте, Ф. Стерн: Измерение расхода, профиля скорости и коэффициента трения в потоке труб. 2003 г.
  • Вольфганг Кюр, Карстен Риль: Частный пилот. Том 3. Технология 2. Schiffmann, Bergisch Gladbach 1999, ISBN 3-921270-09-X .

Приложения

О других проектах Викимедиа:

трубка Пито , на Викискладе?

  • Анемометр
  • Махметр
  • Статическое давление
  • Динамическое давление
  • Общее давление

Внешние ссылки

Измерительные приборы

Акустический
Угол и положение
  • Алидада
  • Аксиометр
  • Компас
  • Повторяющийся круг
  • Компас
  • Половина квадрата
  • GPS
  • Графометр
  • Гониометр
  • Инклинометр
  • Репортер
  • Октант
  • Квадрант
  • Секстант
  • Ситометр
  • Тахеометр
  • Теодолит
  • Наклономер
Химический состав
  • Спиртометр
  • Жиромер
  • Галактометр
  • PH метр
  • RH-метр
  • Сахариметр
  • Спектрофлуориметр
  • Масс-спектрометр
  • Урометр
Расстояние и напряжение
  • Высотомер
  • Калибровочный блок
  • Датчик перемещения
  • Катетометр
  • Celometer
  • Сюрвейерская сеть
  • Измерительная колонна
  • Компаратор
  • Курвиметр
  • Дендрометр
  • Дилатометр
  • Crackmeter
  • Иконометр
  • Интерферометр
  • Измеритель толщины
  • Поплавковый манометр
  • Тензодатчик
  • Глубиномер
  • Куч
  • Координатно-измерительная машина
  • Измерительная лента
  • Складывающееся правило
  • Микрометр
  • Одометр
  • Каверномер
  • Голубь
  • Шагомер
  • Правило
  • Батиметрический эхолот
  • Тахеометр
  • Таксометр
  • Дальномер
    • Лидар
    • Радар
    • Сонар
    • Стадиметрический
  • Теллурометр
  • Типометр
  • Таблица высот
  • Верньер
Кинематографический
  • Акселерометр
  • Анемометр
  • Annubar
  • Синемометр
  • Тахометр
  • Лох (лодка)
  • Тахометр
  • Трубка Пито
  • Измеритель скорости
  • Лазерный виброметр
Механический
  • Барометр
  • Гаечный ключ
  • Измеритель плотности
  • Динамометр
  • Манометр
  • Пенетрометр для полутвердых материалов
  • Пенетрометр почвы
  • Реометр
  • Ножницы
  • Измеритель давления
  • Трибометр
  • Вакуумметр
  • Динамический механический анализатор
  • Вискозиметр
    • Чашка вязкости

      Кубок Зан

    • Вискозиметр с падающим шариком
    • Вискозиметр Марша
Электричество
  • Электроэнергия
    • Гальванометр
    • Амперметр
  • Электрический заряд

    Электрометр

  • Электрический потенциал

    Вольтметр

  • Сопротивление
    • Омметр
    • Мегомметр
    • Теллурометр
    • Измеритель проводимости
  • Спектрометр
  • Измеритель емкости
  • Кулонметр
  • Диэлектриметр
  • Частотомер
  • Мультиметр
    • Напряжение
    • Интенсивность
  • Осциллограф
  • Тестер компонентов
Электромагнетизм и оптика
  • Актинометр

    Актинограф

  • Болометр
  • Колориметр

    Видимый спектр

  • Магнитное поле
    • Измеритель потока
    • Измеритель индуктивности
    • Магнитометр
    • Тесламетр
  • Дифрактометр
  • Люксметр
  • Фотометр
  • Поляриметр
  • Радиометр
  • Спектрофотометр
  • Страбометр
Мощность / энергия
  • Ваттметр
  • Электросчетчик
Количество материи
  • Термогравиметрический анализатор
  • Остаток средств
  • Детектор частиц
    • Камера тумана
    • Пузырьковая камера
    • Искровая камера
    • Комната сына
    • Ионизационная камера
  • Влажность
    • Гигрометр
    • Термогигрометр
    • Термобаланс
  • Оксиметр
  • Шкала
  • Песон
  • Общественный вес
Радиоактивность
  • счетчик Гейгера
  • Дозиметр
  • Счетчик обзора
ОбластьПланиметр
Температура
  • Калориметр
  • Термистор
  • Термопара
  • Термометр
  • Термоскоп
Время
  • Планисферическая астролябия
  • Солнечные часы
  • Секундомер
  • Клепсидра
  • Радиометрическое датирование
  • Механические часы
    • кварц
    • атомный
    • электрический
    • ядерный
  • Таймер
  • Смотреть
  • Маятник
  • песочные часы
Объем и расход
  • Ареометр
  • Балометр
  • Бюретка
  • Счетчик тока
  • Расходомер
  • Эвдиометр
  • Бюретка
  • Мерная колба
  • Датчик приливов и отливов
  • Пипетка
  • Пипетка пастера
  • Капельница
  • Пикнометр
  • Спирометр
  • Мерный стакан

Технологический портал

Рекомендации

Заметки

Библиография

  • Кермод, AC (1996) . Механика полета . Барнард, Р.Х. (ред.) И Филпотт, Д.Р. (ред.) (10-е изд.). Прентис Холл. С. 63–67. ISBN 0-582-23740-8.
  • Пратт, Джереми М. (2005) . Курс лицензирования частного пилота: принципы полета, общие знания о самолетах, летные характеристики и планирование (3-е изд.). gen108 – gen111. ISBN 1-874783-23-3.
  • Титдженс, О.Г. (1934). Прикладная гидро- и аэромеханика по лекциям доктора философии Л. Прандтля . Dove Publications, Inc., стр. 226–239. ISBN 0-486-60375-X.
  • Салех, Дж. М. (2002). Справочник по потоку жидкости . McGraw-Hill Professional.

Пито-статический инструмент

Диаграмма индикатора воздушной скорости, показывающая источники давления как из трубки Пито, так и из статического порта

Пито-статическая система получает значения давления для интерпретации пито-статическими приборами. В приведенных ниже пояснениях поясняются традиционные механические приборы, однако многие современные летательные аппараты используют компьютер с данными о воздухе (ADC) для расчета воздушной скорости, скорости набора высоты, высоты и числа Маха . В некоторых самолетах два АЦП получают полное и статическое давление от независимых трубок Пито и статических портов, а компьютер полетных данных самолета сравнивает информацию с обоих компьютеров и сравнивает их друг с другом. Существуют также «резервные инструменты», которые представляют собой резервные пневматические инструменты, используемые в случае проблем с основными инструментами.

Индикатор воздушной скорости

Индикатор воздушной скорости подключен как к источнику пито, так и к источнику статического давления. Разница между давлением Пито и статическим давлением называется динамическим давлением. Чем больше динамическое давление, тем выше сообщаемая воздушная скорость. Традиционный механический указатель воздушной скорости содержит напорную диафрагму , соединенную с трубкой Пито. Кожух вокруг диафрагмы герметичен и имеет выход к статическому порту. Чем выше скорость, тем выше давление плунжера, тем большее давление оказывается на диафрагму и тем больше перемещение иглы через механическое соединение.

Анероидная пластина высотомера

Высотомер

Барометрический альтиметр, также известный как барометрический альтиметр, используется для определения изменений давления воздуха, возникающих при изменении высоты самолета. Перед полетом высотомеры давления должны быть откалиброваны, чтобы регистрировать давление как высоту над уровнем моря. Корпус высотомера герметичен и имеет вентиляционное отверстие для статического порта. Внутри прибора находится герметичный барометр-анероид . При понижении давления в футляре внутренний барометр расширяется, что механически переводится в определение высоты. Обратное верно при спуске с большей высоты на меньшую.

Махметр

Самолет, предназначенный для работы на околозвуковых или сверхзвуковых скоростях, будет включать в себя измеритель мощности. Махметр используется для отображения отношения истинной воздушной скорости к скорости звука . Большинство сверхзвуковых самолетов ограничены максимальным числом Маха, которое они могут летать, что известно как «предел Маха». Число Маха отображается на махометре в виде десятичной дроби .

Индикатор вертикальной скорости

Индикатор вертикальной скорости

Вариометр , известный также как индикатор вертикальной скорости (VSI) или вертикальный индикатор скорости (VVI), является Пито статическим инструментом , используемым для определения того, самолет летит в горизонтальном полют. Вертикальная скорость, в частности, показывает скорость набора высоты или скорость снижения, которая измеряется в футах в минуту или метрах в секунду. Вертикальная скорость измеряется посредством механической связи с диафрагмой, расположенной внутри прибора. Область, окружающая диафрагму, отводится к статическому порту через откалиброванную утечку (которая также может быть известна как «ограниченный диффузор»). Когда летательный аппарат начинает набирать высоту, диафрагма начинает сокращаться со скоростью, превышающей скорость откалиброванной утечки, в результате чего стрелка показывает положительную вертикальную скорость. Обратная ситуация наблюдается, когда самолет снижается. Калиброванная утечка варьируется от модели к модели, но среднее время выравнивания давления диафрагмой составляет от 6 до 9 секунд.

Применение

Трубки Пито могут быть использованы в трубах и воздуховодах любого сечения – круглого, квадратного, прямоугольного. Ввиду своей простоты и надёжности такие расходомеры применяются даже в турбинных установках гоночных автомобилей и скоростных истребителей. В промышленных применениях трубки Пито используются для измерения потока жидкости в водосливах и открытых каналах.

Хотя точность и дальность действия относительно низки, трубки Пито недороги и подходят для различных условий окружающей среды, включая экстремально высокие температуры и широкий диапазон давлений.

Монтаж этих устройств заключается в следующем:

  1. Трубку Пито пропускают через отверстие в канале.
  2. Закрепляют её при помощи фланца или сальника.
  3. Устанавливают внешний индикатор, который показывает относительное отклонение между осями трубы/канала и приёмной трубки.
  4. При возможном наличии в потоке мелкодисперсных твёрдых частиц (например, угольной пыли) перед расходомером монтируют съёмный пробоотборник.
  5. Если температура потока может резко изменяться, предусматривают установку управляющей термопары.

Точность показаний — от 0,5% до 5% полной шкалы.

Преимуществами трубок Пито являются низкая стоимость, отсутствие движущихся частей, простота и отсутствие потерь давления в текущем потоке.

Основные недостатки — ошибки, возникающие в результате изменения профиля скорости или закупорки портов давления.

Трубки Пито целесообразно использовать для измерения расхода рабочей среды там, где важна стоимость устройства, а также при значительных диаметрах трубы или воздуховода.

Сверло-фреза. Два в одном!

Вертлюг. Виды и применение

Промышленные приложения

Трубка Пито от F / A-18

Погодные инструменты в обсерватории Маунт Вашингтон . Статический анемометр с трубкой Пито находится справа.

В промышленности измеряемые скорости потока часто происходят в каналах и трубопроводах, где измерения с помощью анемометра было бы трудно получить. В таких измерениях наиболее практичным инструментом является трубка Пито. Трубка Пито может быть вставлен через небольшое отверстие в канале с Пито , соединенной с U-трубки датчика воды или какой – либо другой дифференциальный манометр для определения скорости потока внутри аэродинамической трубы в кольцевом обтекателе. Одно из применений этого метода – определение объема воздуха, подаваемого в кондиционируемое помещение.

Затем скорость потока жидкости в воздуховоде можно оценить по формуле:

Объемный расход (кубические футы в минуту) = площадь воздуховода (квадратные футы) × скорость потока (футы в минуту)
Объемный расход (кубические метры в секунду) = площадь воздуховода (квадратные метры) × скорость потока (метры в секунду)

В авиации скорость обычно измеряется в узлах .

На метеостанциях с высокими скоростями ветра трубка Пито модифицируется для создания особого типа анемометра, называемого статическим анемометром с трубкой Пито .

Устройство трубки Пито

Устройство трубки Пито очень простое. Состоит из двух трубок – первой прямой пустотелой, которая называется пьезометром, и второй выгнутой также пустотелой. Эти трубки монтируются в один корпус, в котором находится исследуемая жидкость или газ. В практическом использовании все изготавливаемые трубки имеют свои поправочные коэффициенты на потерю энергии и разность расположения трубок.

На рисунке 3 изображено устройство трубки Пито.

Устройство трубки Пито

Трубки с наконечниками и насадками изготавливаются из нержавеющей стали марки 12Х или латуни марки Л-59. Все соединения трубок с насадками и наконечниками, как правило, выполняются пайкой для точной герметизации относительно окружающего воздуха.

Технические характеристики

Таблица 1. Метрологические и технические характеристики трубок дифференциальных модификаций «Пито-Прандтля» и «Пито прямая»_

ХарактеристикиТрубка дифференциальная модификации «Пито-Прандтля»Трубка дифференциальная модификации «Пито прямая»
Диапазон скорости измеряемого потока, м/сОт 1,0 до 60,0От 5,0 до 30,0
Средний коэффициент преобразования динамического (скоростного) давления трубки Кт во всем диапазоне скоростей0,95…1,050,35.0,55
Пределы допускаемой погрешности определения среднего коэффициента преобразования напорной трубки по давлению для всего диапазона скоростей – 5, %±2,0 (от 1,0 до 25,0 м/с) ±3,0 (свыше 25,0 м/с)±5,0
Температура эксплуатации, °С:

–    диапазон температур с нормированной погрешностью

–    предельный диапазон температур

От -40 до +40 От -40 до +600
Масса, кг, не более0,03.1,500,18.0,60

Таблица 2. Габаритные размеры трубок дифференциальных модификаций «Пито-Прандтля» и «Пито прямая»

Трубка дифференциальная модификации «Пито-Прандтля»
ТипДлина, ммНаружный диаметр, мм
0635 22453004
0635 21453507
0635 20455007
0635 234510007
0635 88885

О

О

5

о

о

о

7
Трубка дифференциальная модификации «Пито прямая»
ТипДлина, ммНаружный диаметр, мм
0635 20413508
0635 20403608
0635 21405008
0635 21427508
0635 224010008
0635 20503008

Аспирация

Аспирацией называют процесс отчистки воздуха от пыли перед выбросом в атмосферу. Удаление неочищенного воздуха ведет к серьезному ухудшению экологической обстановки, увеличивает вероятность пожара, создает смог. Поэтому перед выбросом воздуха его стараются максимально отчистить от загрязнений, в том числе и от твердых частиц, то есть пыли.

Трубка вентури в этом плане хороша возможностью тонкой отчистки от огромного числа подвидов пыли. Пыль в вентиляции разделяется на виды. И крайне цениться оборудование, которое может убирать большой перечень загрязнений, например: неорганическую пыль, органическую от муки, табака и так далее. К тому же, редко какое устройство способно отчистить воздух от мелких фракций.

Все эти преимущества характерны для трубки вентури. Однако, существует огромный недостаток, из-за которого куда чаще применяются другие устройства: циклоны. В силу своего устройства трубка Вентури способна без недостатков для основной системы замедлить, а потом снова ускорить поток воздуха.

В середине устройства при этом на мгновение происходить зависание твердых частиц, которые парят под действием силы инерции. После несколько мгновений частицы будут падать, пока поток воздуха вновь их не подхватит.

Во время зависания пыль легко поддается отделению от основного потока воздуха. Но устройство трубки вентури позволяет сделать это только с помощью противоположно направленного потока воды. В верхней части трубки устанавливают форсунки, распыляющие жидкость. Любое использование воды в системах аспирации связано с достаточно большими расходами: на насосы, на дополнительное оборудование и саму воду. Поэтому трубку Вентури как часть системы отчистки используют крайне редко.

Схема применения трубки Вентури в системах аспирации

Преимущества

Основное преимущество трубки Вентури – плавное изменение параметров потока: скорости и потенциального давления. В результате при замерах получаются приближенные к реальности значения. Любой другой измеритель подобного типа в процессе преобразования потока, изменил бы и режим движения жидкости или газа с ламинарного на турбулентный.

Ламинарный режим подразумевает плавное течение потоков жидкости или газа. Внутренние слои струи или потока в таком случае не перемешиваются между собой. Тогда как турбулентный поток представляет собой огромное количество разнонаправленных завихрений с постоянным перемешиванием жидкости или газа. И ламинарный, и турбулентный режим предполагает движение в одном направлении.

Но смена процесса прохождения газа ведет к изменению давления и скорости по непредсказуемым законам. Поэтому трубка Вентури обрела огромную популярность среди гидравлических измерительных приборов.

В гидравлике не разделяют жидкость и газ. Фактически различие между двумя этими средами сводится к разной плотности. Основные законы поведения потока воздуха и жидкости совпадают. Поэтому в университетах изучают вентиляцию, отопление и водоснабжение на одной или смежных специальностях.

Физический принцип изобретения Анри Пито

Вода хлынула из потока на препятствие.

Работа простой трубки Пито в потоке воды легко понять, если учесть, что жидкая частица, наделенная определенной скоростью, благодаря этой скорости имеет импульс, который может позволить ей подняться на определенную высоту. . Точно так же любой, кто бросает камень вертикально, знает, что этот камень будет подниматься тем выше, чем больше ему была придана начальная скорость.

Со времен Галилея и его исследований падения тел мы знаем, что с вертикальной начальной скоростью камень поднимается до: V{\ displaystyle V}

часзнак равноV22грамм{\ displaystyle h = {\ frac {V ^ {2}} {2g}}}
(это без учета аэродинамического сопротивления камня).

То же самое и для частицы воды, обладающей почти горизонтальной скоростью , при условии, что ей позволено постепенно изменять направление своей траектории без слишком большого рассеивания энергии (представляя ее в виде своего рода трамплина). V{\ displaystyle V}

Итак, когда вы окунете руку в поток потока (как на анимации напротив), вы увидите, что вода поднимается до определенной высоты.

Знание, действительно ли высота, достигаемая таким образом водой, равна высоте, могло бы стать хорошим упражнением в физике средней школы (мы можем ожидать определенных потерь энергии в воде из-за вязкого трения). часзнак равноV22грамм{\ displaystyle h = {\ frac {V ^ {2}} {2g}}}

Анри Пито поступил более проницательно: в первом эксперименте, который он с энтузиазмом импровизировал, когда ему в голову пришла идея создания МАШИНЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ БЕГАЩЕЙ ВОДЫ И ПОСЛЕ СУДОВ, он заменил руку простой изогнутой стеклянной трубкой против течения, и при таком расположении больше нет потерь энергии: частицы воды, которые поднимаются в стеклянной трубке, очень быстро теряют свою скорость (после стабилизации водяного столба по высоте): поэтому больше нет страха перед потеря энергии за счет вязкого трения.

В случае с этой трубкой Пито высота h, достигаемая водой в трубке, действительно равна:

часзнак равноV22грамм{\ displaystyle h = {\ frac {V ^ {2}} {2g}}}
si – это скорость потока, направленного ко входу в трубу, и сила тяжести Земли.V{\ displaystyle V}грамм{\ displaystyle g}

Достоинства и недостатки аппарата Пито

К преимуществам трубки Пито относятся:

  • простота в изготовлении;
  • конструктивная прочность. Трубка Пито изготавливается из твердых материалов: никелированной латуни или нержавеющей стали;
  • хорошо подходят к измерению высоких скоростей жидкостей или газов (воздуха) даже при высоких температурах до 800 градусов по Цельсию;
  • имеют несколько модификаций: стационарных (непосредственно установленных на трубопровод, газоход в месте измерений) и переносных, вставляемых через специальные штуцера – для измерений расхода и давления газа (воздуха).

К недостаткам можно отнести:

очень высокая восприимчивость к засорениям трубок твердыми и грубодисперсными примесями и частицами, присутствующими в жидкости или газе; возможность использования ограничена в тех местах, где очень важно не создавать большого гидравлического или аэродинамического сопротивления движущемуся навстречу потоку жидкости или газа; качество и точность показаний измеренной величины напрямую зависит от температуры жидкости (газа) и ориентации трубки в пространстве трубы. Широкое применение прибор трубка Пито нашел в различных отраслях промышленности, к примеру – в авиационном строении применяется в качестве приемников потоков воздуха для определения скорости полета и его высоты. Широкое применение прибор трубка Пито нашел в различных отраслях промышленности, к примеру – в авиационном строении применяется в качестве приемников потоков воздуха для определения скорости полета и его высоты

Широкое применение прибор трубка Пито нашел в различных отраслях промышленности, к примеру – в авиационном строении применяется в качестве приемников потоков воздуха для определения скорости полета и его высоты.

Теоретические основы трубки Прандтля Пито

Основной принцип действия зонда Прандтля (трубки Пито) на манометре с U-образной трубкой

Уравнение Бернулли на зонде Прандтля (трубка Пито) для измерения скорости потока V

Трубка Пито работает в соответствии с основами гидродинамики и является классическим примером практического применения уравнений Бернулли . Он состоит из трубы, которая выровнена параллельно потоку таким образом, чтобы поток попадал в отверстие трубы спереди. Задняя часть трубки жестко соединена с устройством измерения давления .

Скорость потока жидкости или газа измеряется через трубку Пито в зависимости от динамического давления . Это основано на следующих соображениях (показано здесь на U-образном манометре ):Типы давления

Общее давление является давление , которое действует на движущееся тело средой, жидкости или газа вокруг него, в направлении движения среды. Это полное давление измеряется трубкой Пито, когда
  1. обтекающая среда останавливается (пример: измерение расхода жидкостей) или
  2. неподвижная среда доводится до точной скорости объекта движущимся объектом. (Пример: трубка Пито на самолете).
Не имеет значения, перемещается ли трубка Пито или среда во время измерения. Оба результата дают представление об относительном потоке вокруг трубки Пито, и важна только относительная скорость. Общее давление, измеренное трубкой Пито, можно далее разделить на динамическое давление и статическое давление в текущей среде.
Обратное давление (также динамическое давление ) является давлением , которое текучая среда оказывает на его скорость и его масса (плотность). Он характеризует долю кинетической энергии текучей среды. Чем быстрее поток и чем больше масса (плотность) потока, тем больше динамическое давление.
Статическое давление представляет собой часть потенциальной энергии в общей энергии среды. Это соответствует давлению воздуха все еще окружающего воздуха , в котором трубка Пито расположена. В неподвижной среде статическое давление равно общему давлению, так как динамическое давление становится равным 0.

Сумма динамического давления и статического давления всегда регистрируется в трубке Пито . Общее давление измеряется трубкой Пито. В связи с измерением статического давления и датчиком перепада давления скорость потока среды может быть рассчитана в соответствии с законом Бернулли, если ее плотность известна.

Теория Операции

Основная трубка Пито состоит из трубки, направленной прямо в поток жидкости. Поскольку в этой трубке находится жидкость, можно измерить давление; движущаяся жидкость останавливается (застаивается), поскольку нет выхода для продолжения потока. Это давление представляет собой давление застоя жидкости, также известное как полное давление или (особенно в авиации) давление Пито .

Измеренное давление торможения само по себе не может использоваться для определения скорости потока жидкости (воздушной скорости в авиации). Однако уравнение Бернулли гласит:

Давление застоя = статическое давление + динамическое давление

Что тоже можно написать

птзнак равнопs+(ρты22).{\ displaystyle p_ {t} = p_ {s} + \ left ({\ frac {\ rho u ^ {2}} {2}} \ right) \ ,.}

Решение этого для скорости потока дает

тызнак равно2(пт-пs)ρ,{\ displaystyle u = {\ sqrt {\ frac {2 (p_ {t} -p_ {s})} {\ rho}}} \ ,,}

где

  • ты{\ displaystyle u}- скорость потока ;
  • пт{\ displaystyle p_ {t}} застой или полное давление;
  • пs{\ displaystyle p_ {s}}- статическое давление ;
  • и – плотность жидкости.ρ{\ displaystyle \ rho}

ПРИМЕЧАНИЕ. Приведенное выше уравнение применимо только к жидкостям, которые можно рассматривать как несжимаемые. Жидкости считаются несжимаемыми почти во всех условиях. Газы при определенных условиях можно считать несжимаемыми. См. Сжимаемость .

Таким образом, динамическое давление – это разница между давлением торможения и статическим давлением. Затем динамическое давление определяется с помощью диафрагмы внутри закрытого контейнера. Если воздух с одной стороны диафрагмы находится под статическим давлением, а с другой – с давлением торможения, то прогиб диафрагмы пропорционален динамическому давлению.

В самолетах статическое давление обычно измеряется с помощью статических отверстий на боковой стороне фюзеляжа. Измеренное динамическое давление можно использовать для определения указанной воздушной скорости самолета. Описанное выше устройство диафрагмы обычно содержится в индикаторе воздушной скорости , который преобразует динамическое давление в показания воздушной скорости с помощью механических рычагов.

Вместо отдельных портов Пито и статических отверстий можно использовать статическую трубку Пито (также называемую трубкой Прандтля ), которая имеет вторую трубку, коаксиальную с трубкой Пито, с отверстиями по бокам, за пределами прямого воздушного потока, для измерения статического давления. .

Если столба жидкости используется для измерения перепада давления , Δп≡пт-пs{\ displaystyle \ Delta p \ Equiv p_ {t} -p_ {s}}

Δчасзнак равноΔпρлграмм,{\ displaystyle \ Delta h = {\ frac {\ Delta p} {\ rho _ {l} g}} \ ,,}

где

  • Δчас{\ displaystyle \ Delta h} – перепад высот колонн;
  • ρл{\ displaystyle \ rho _ {l}} – плотность жидкости в манометре;
  • g – стандартное ускорение свободного падения .

Следовательно,

тызнак равно2Δчасρлграммρ.{\ displaystyle u = {\ sqrt {\ frac {2 \, \ Delta h \, \ rho _ {l} g} {\ rho}}} \ ,.}

Как работает трубка Пито

Представим, что жидкость под каким-то неизвестным давлением течет по трубе, как изображено на рисунке 2.

Принцип работы трубки Пито в потоке жидкости

Соответственно, в первой А манометрической трубке (слева) со свободным выходом жидкость поднимется вверх до определенной отметки – hs. В случае подсоединения манометра к свободному концу, он покажет давление, которое жидкость оказывает на стенки трубопровода. Данная величина устанавливает: на сколько статическое давление жидкости больше атмосферного.

Необходимо отметить, что отверстие монтируется в трубопроводе в строгой перпендикулярности во избежание большой погрешности измерения. Это значит, что давление измеренное в трубке А не зависит от скорости потока жидкости.

Вторая же трубка В формой Г является напорной и опущена в жидкость – навстречу движущемуся потоку. Газ или жидкость, движущаяся с определенной скоростью, будет заполнять полость трубки. К свободному концу трубки также присоединим контрольно-измерительный прибор – манометр. Входящий поток жидкости, ударяясь о стенки внутри трубки, будет создавать определенное давление, контролируемое манометром с другой стороны.

Уровень жидкости в манометрической трубке В ht будет состоять из 2-х складывающихся физических величин: статического напора и напора, который создается скоростным движением потока. Скоростной напор определяется разностью уровней в трубках h=ht-hs.

Таким образом, мы имеем две абсолютно разные величины измеренного давления вертикальной трубкой и трубкой Пито. В этом и состоит основной принцип работы трубки Пито, в частности, сумма статического и скоростного напоров составит величину полного напора жидкости в трубе. А для нахождения расхода жидкости в данном сечении трубопровода берется разность двух этих физических величин.

Да, разобрался с первого раза

Пришлось перечитать несколько раз

Вообще не понял что такое пито

Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа.
Результаты

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий