Tubo Pitot, também conhecido como "tubo de ar", "tubo de vento", em inglês é tubo Pitot.

O tubo Pitot é um dispositivo tubular que mede a pressão total e estática do fluxo de ar para determinar a velocidade do fluxo de ar. Nomeado por H. Pito, da França. Estritamente, o tubo Pitot mede apenas a pressão total do fluxo de ar, também conhecido como tubo de pressão total; Ao mesmo tempo, a medição da pressão total e da pressão estática é chamada de tubo de velocidade do vento, mas costuma ser chamada de tubo de velocidade do vento como tubo de Pito. A estrutura do tubo de Pito é mostrada na imagem, com a cabeça em forma de hemisférico e posteriormente uma caixa de duas camadas. Ao medir a velocidade, a cabeça está alinhada para o fluxo, e o pequeno orifício no centro da cabeça (orifício de pressão total) sente a pressão total de fluxo p 0, que é transmitida pelo tubo interno para o pressômetro. Após a cabeça, cerca de 3 a 8D na parede do tubo do casaco uniformemente aberta há uma linha de buracos (buracos de pressão estática), sentir a pressão estática p, através do tubo do casaco também é transmitido para o pressômetro. Para fluxos não comprimíveis, de acordo com a equação de Bernoulli, a velocidade do vento é descrita em detalhes na técnica do tubo de Pitot, com a fórmula ρ como a densidade do fluxo de ar. Para o fluxo comprimível, após a determinação de p 0 e p, o número de Mach do fluxo de ar pode ser calculado de acordo com a equação de energia e, em seguida, a velocidade. No entanto, no fluxo ultrasônico, a cabeça do tubo de pito aparece uma onda de excitação separada, o orifício de pressão total é a pressão total pós-onda, a pressão de fluxo estático também é difícil de medir, portanto, o tubo de pito não é mais aplicável. O orificio de pressão total tem uma certa área, o que sente é a pressão média perto do local de residência, ligeiramente abaixo da pressão total, a pressão estática do orificio de pressão estática também tem um certo erro, outros, como a fabricação, a instalação também terá erros, então a velocidade de fluxo deve ser medida adicionando um coeficiente de correção ζ, ou seja, a descrição detalhada da tecnologia de tubo Pitot. Os valores de ζ estão geralmente na faixa de 0,98 a 1,05 e são corrigidos em fluxos de ar a velocidades conhecidas ou por correção padrão de tubo de Pitt. A estrutura do tubo pituitário é simples, fácil de usar e de uso amplo. Por exemplo, a cabeça de um avião ou a borda frontal da asa é constantemente montada com um tubo de pele para medir a velocidade de voo relativa ao ar, também conhecido como tubo de velocidade do ar.

Os tubos de velocidade do ar, também chamados de sensores de direção do fluxo de ar ou sensores de ângulo de fluxo, são conectados a um potenciômetro de precisão (ou sincronizador ou analisador) para fornecer um sinal elétrico que indica a direção do fluxo de ar em relação ao eixo vertical da trama de dados atmosféricos.

O tubo de velocidade do ar é uma ferramenta de medição extremamente importante a bordo de aeronaves. Seu local de instalação deve ser na área fora da aeronave onde o fluxo de ar é menos afetado pela aeronave, geralmente na frente da cabeça, cauda ou ponta da asa. Por motivos de segurança, um avião geralmente tem mais de dois pares de tubos de ar. Alguns aviões têm dois pequenos tubos de velocidade em ambos os lados do fuselagem. O caça stealth F-117 dos EUA instalou quatro sondas de dados atmosféricos omnidirecionais na frente da cabeça Zui, para que o avião pudesse medir não apenas a pressão dinâmica e estática, mas também o ângulo de deslizamento lateral e o ângulo de encontro da aeronave. Alguns tubos de ar no lado exterior do avião também estão equipados com várias pequenas lâminas, que também podem desempenhar um papel semelhante; A instalação vertical é usada para medir o ângulo de deslizamento lateral da aeronave, a lâmina instalada horizontalmente pode medir o ângulo de encontro da aeronave, a fim de evitar que os pequenos buracos da frente do tubo de velocidade do ar congelem durante o voo, o tubo de velocidade do ar em geral no avião tem um dispositivo de aquecimento elétrico.

O princípio do tubo de velocidade do ar mede a velocidade do avião é que, quando o avião voa para a frente, o fluxo de ar entra no tubo de velocidade do ar e o sensor na extremidade do tubo sente a força de impacto do fluxo de ar, ou seja, a pressão dinâmica. Quanto mais rápido o avião voar, maior a pressão. Se compararmos a pressão estática e a pressão dinâmica quando o ar está parado, podemos saber quão rápido o ar entra, ou seja, quão rápido o avião voa. A ferramenta para comparar as duas pressões é uma caixa redonda oca com uma superfície ondulada feita de duas peças de metal muito finas, chamada caixa de membrana. A caixa está selada, mas há um tubo ligado ao tubo de velocidade do ar. Se o avião for rápido, a pressão dinâmica aumentará, a pressão dentro da caixa de membrana aumentará e a caixa de membrana aumentará. Usando um dispositivo composto por pequenas alavancas e engrenagens, etc., a deformação da caixa de membrana pode ser medida e exibida com um ponteiro, que é o speedometer de avião zui simples.

Os tubos modernos de velocidade do ar, além de abrir um furo na frente, também abrem muitos pequenos furos ao redor do tubo e usam outro tubo para medir a pressão atmosférica estática, chamada pressão estática. O tamanho da deformação da caixa de membrana do velocímetro é determinado pela diferença entre a pressão estática fora da caixa de membrana e a pressão dinâmica dentro da caixa de membrana.

A pressão estática medida pelo tubo de velocidade do ar também pode ser usada como parâmetro de cálculo para o altimetro. Se a caixa de membrana * for selada, a pressão interna permanecerá sempre equivalente à pressão do ar no solo. Assim, quando a aeronave voa no ar, a altura aumenta, a pressão estática medida pela velocidade do ar diminui, a caixa de membrana aumenta e a deformação da caixa de membrana pode medir a altura da aeronave. Este medidor de altura é chamado de medidor de pressão atmosférica.

A pressão estática medida com um tubo de velocidade do ar também pode ser criada como um "velocímetro de elevação e descida", que mede a rapidez e lentidão das mudanças de altura da aeronave (taxa de subida). Há também uma caixa de membrana dentro da mesa, mas a pressão dentro da caixa de membrana não é medida pela pressão dinâmica do tubo de velocidade do ar, mas por um tubo especial com um pequeno buraco aberto na saída. O tamanho dos pequenos buracos no tubo é especialmente projetado para limitar a mudança rápida e lenta da pressão no interior da caixa de membrana. Se a aeronave subir rapidamente, a pressão do ar dentro da caixa de membrana é limitada por pequenos buracos não pode cair rapidamente, e a pressão do ar fora da caixa de membrana devido a um buraco de pressão estática no tubo de ar direto, pode rapidamente alcançar o equivalente à pressão da atmosfera externa, então a caixa de membrana cai. Medindo o tamanho da deformação da caixa de membrana, você pode calcular a velocidade e lentidão da subida do avião. Quando o avião caiu, foi o oposto. A pressão externa da caixa de membrana aumenta rapidamente, e a pressão do ar dentro da caixa de membrana só pode aumentar lentamente, então a caixa de membrana cai, conduz o ponteiro e mostra a taxa de subida negativa, ou seja, a taxa de queda. Após o voo plano do avião, a pressão dentro e fora da caixa de membrana é gradualmente igual, a caixa de membrana retorna à forma normal e o velocímetro de elevação e descida indica zero.

A velocidade medida pelo tubo de velocidade do ar não é a velocidade real do avião em relação ao solo, mas apenas a velocidade relativa à atmosfera, por isso é chamada velocidade do ar. Se houver vento, a velocidade da aeronave em relação ao solo (denominada velocidade do solo) também deve ser somada à velocidade do vento (voo em direção ao vento) ou menos à velocidade do vento (voo contra o vento). Além disso, o princípio de medição da velocidade do tubo de velocidade do ar utiliza a pressão dinâmica, que está relacionada com a densidade atmosférica. A mesma velocidade relativa do fluxo de ar, se a densidade atmosférica é baixa, a pressão dinâmica é pequena e a deformação da caixa de membrana no velocímetro é pequena. Assim, a mesma velocidade do ar é menor em alta altitude do que em baixa altitude. Esta velocidade do ar é geralmente chamada de "velocidade superficial". Os velocímetros modernos têm dois ponteiros, um mais fino e outro mais largo. Os ponteiros largos indicam a "velocidade superficial", enquanto os ponteiros finos indicam a velocidade do ar, com várias correções, equivalente à pressão atmosférica do solo, chamada de "velocidade real".

Além de ser usado para medir a velocidade de um avião, o tubo Pitot também tem várias outras funções. Em pesquisa científica, produção, ensino, proteção ambiental e túneis, ventilação de minas, departamento de gestão de energia, tubos Pitot são usados ​​frequentemente para medir a velocidade do fluxo de ar dentro de tubos de ventilação, tubos industriais, fumigação de forno, após a conversão para determinar o fluxo, também pode medir a velocidade do fluxo de água dentro de tubos. Medir a velocidade e determinar o fluxo com tubos de Pitot, com base teórica confiável, fácil de usar e preciso, é um método clássico de medição abrangente. Além disso, ele também pode ser usado para medir a pressão do fluido.