Анемометри з трубкою Піто — це тип приладів, що використовують принцип вимірювання тиску в потоці для визначення швидкості повітря. Трубка Піто вимірює так званий статичний і динамічний тиск, що дозволяє обчислити швидкість потоку, застосовуючи рівняння Бернуллі.

Принцип роботи анемометра з трубкою Піто:

Трубка Піто складається з двох частин:

1. Сенсор динамічного тиску (передній отвір трубки) — спрямований в потік повітря та вимірює тиск, який створюється рухомими молекулами повітря.
2. Сенсор статичного тиску (бокові отвори трубки) — вимірює тиск навколишнього повітря, що не впливається на швидкість потоку.

Принцип роботи:

Коли трубка Піто поміщається в потік повітря, передній отвір трубки захоплює динамічний тиск, а бокові отвори вимірюють статичний тиск. Різниця між ними дозволяє обчислити швидкість потоку повітря за допомогою рівняння Бернуллі для несжимаємого потоку.

Формула для розрахунку швидкості:

Швидкість потоку v можна обчислити за наступною формулою:

v = √((2 * (p₁ - p₂)) / ρ)

де:

• v — швидкість потоку (м/с),
• p₁ — динамічний тиск (Па),
• p₂ — статичний тиск (Па),
• ρ — густина повітря (кг/м³).

Пояснення формули:

• Динамічний тиск (p₁) — це тиск, який виникає при русі потоку повітря. Він залежить від швидкості повітря.
• Статичний тиск (p₂) — це тиск, який вимірюється в точці потоку, де повітря не рухається (наприклад, на стінках трубки).
• Густина повітря (ρ) — залежить від температури і тиску навколишнього середовища і впливає на величину вимірюваного тиску.

Переваги анемометрів з трубкою Піто:

1. Висока точність вимірювань: Трубка Піто забезпечує точні вимірювання швидкості потоку, особливо при великих швидкостях.
2. Широкий діапазон вимірювань: Підходить для вимірювань як на малих, так і на великих швидкостях потоку.
3. Невеликий розмір: Трубка Піто є компактною, що дозволяє використовувати її в обмежених просторах.

Недоліки:

1. Необхідність коригування для сжимаємого потоку: У випадку сжимаємого потоку, наприклад, для вимірювань на надзвукових швидкостях, потрібно враховувати зміни густини і використовувати розширені рівняння для розрахунку швидкості.
2. Чутливість до забруднень: Якщо трубка або отвори забруднюються, це може призвести до помилок у вимірюваннях.

Використання:

Анемометри з трубкою Піто широко використовуються для:

• Аеродинамічних досліджень: Для вимірювання швидкості потоку навколо літаків, ракет та інших транспортних засобів.
• Метеорології: Для вимірювання швидкості вітру на великих висотах або в дослідженнях атмосферних потоків.
• Інженерії: Для оцінки ефективності повітроводів і систем вентиляції.

Ці прилади є важливими інструментами в аеродинаміці та інших галузях, де потрібно вимірювати швидкість потоку повітря.