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 .

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.

Ссылки [ править ]

Примечания

1. Дарси, Генри (1858). . Annales des Ponts et Chaussées : 351–359 . Проверено 31 июля 2009 .
2. , получено 15 декабря 2019 г.
3. Уиллитс, Пэт, изд. (2004) . Guided Flight Discovery – Частный пилот . Аббат, Майк Кейли, Лиз. Джеппесен Сандерсон. С. 2–48–2–53. ISBN 0-88487-333-1.
4. . Рейтер . 5 июля 2012 . Проверено 5 октября 2012 года .
5. ↑ Daly, Kieran (11 июня 2009 г.). . Международный рейс . Проверено 19 февраля 2012 года .
6. . Обсерватория Маунт Вашингтон. Архивировано из 14 июля 2014 года . Проверено 14 июля 2014 года .

Библиография

• Кермод, AC (1996) . Механика полета . Barnard, RH (Ed.) И Philpott, DR (Ed.) (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 самолета, 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, JM (2002). Справочник по потоку жидкости . McGraw-Hill Professional.

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}

Типы датчиков спидометров для катеров

Датчики используются для определения скорости катера. Способы получения информации о скорости у них различаются, соответственно различается конструктив и точность.

Датчик с крыльчаткой

Самый редкий вид датчика спидометра, используемого на катерах и моторных лодках – датчик с крыльчаткой. Чем выше скорость лодки, тем быстрее вращается крыльчатка. В крыльчатке установлен магнит, который при вращении крыльчатки проходит около геркона. Спидометр считывает импульсы и переводит в скорость.

Датчик показывает скорость движения относительно воды. Если ваш катер идет против течения, то отображаемая скорость будет выше реальной, а если по нему – ниже.

Такие датчики спидометров как правило работают на малых скоростях, поэтому используются на яхтах.

В 90х годах у меня был эхолот NAVMAN 440, у которого соннар был с таким датчиком для снятия скорости. После выхода на глиссирование прибор показывал полную ерунду.

Датчик с манометром — трубка Пито

Определение скорости происходит с помощью трубки Пито (Pitot Tube Type), с внутренним диаметром 1-2мм, направленной отверстием навстречу движению катера, которая регистрирует давление набегающей воды. Чем выше скорость — тем больше создается давление.

Спидометр на основе трубки Пито в принципе — простой манометр. Работает за счет изменения давления воздуха в шланге спидометра: вода давит через Пито в шланг и сжимает воздух. Увеличивается давление воздуха со скоростью лодки, в результате чего датчик, (манометр) показывает более высокую скорость.

Ориентировочно скорость водкомоторки, катера или моторной лодки можно определить по формуле:

V=50,4√P, км/ч

Где Р — показания манометра, кгс/см2

Датчики Пито наиболее распространены, т.к. они гораздо надежнее моделей с крыльчаткой (из-за отсутствия движущихся частей), а многие подвесные моторы уже имеют встроенный датчик такого типа — это маленькая дырочка спереди в подводной части редуктора, выше гребного вала.

Трубка Пито на редукторе лодочного мотора:

Расплачиваться за дешевизну, простоту и надежность приходится не самой высокой точностью измерений.

Но это не является серьезным недостатком, т.к. для большинства владельцев моторных лодок или катеров спидометр нужен для подбора винта для достижения максимальной скорости, а не для определения точной скорости.

Принцип установки спидометра Пито

Проверить работу спидометра на основе трубки Пито можно при наличии компрессора. Если подать в трубку давление воздуха, то отклонение стрелки спидометра будет следующим:

Давление (PSI)	Давление (Кг/см2)	Скорость (MPH/Км)
5	0,35	20/32
11	0,77	30/48
19	1,34	40/64
30	2,11	50/80

Учитывая то, что в шланге спидометра на основе трубки Пито получается достаточно большое давление на скорости (если Ваш катер сможет разогнаться) — шланг должен быть затянут хомутами.

В шланге не должно быть воды! Шланг не должен иметь перегибов или резких изгибов, которые могут перекрыть поток воздуха.

Недостатки спидометров на основе Пито (Pitot Tube Type)

Датчик должен быть установлен исключительно перпендикулярно набегающему потоку воды.

Трубка при зацепе веток/досок откидывается вверх, может забиваться, может цеплять мусор — в этих случаях показаний скорости катера не будет.

На редукторе дырочка тоже постоянно забивается. Один раз автомаляры зашпаклевали при покраске редуктора…

Показания неточны, хотя для целей подбора винта для достижения максимальной скорости вполне сгодится.

GPS спидометр

GPS спидометр обеспечивают точные показания скорости относительно земли. GPS спидометр может быть подключен к существующей NMEA сети. Идеально подходит для замеров особенно как при медленной скорости водкомоторного катера и при высокой скорости, где традиционные датчики скорости, такие как трубки Пито и колесный работают плохо.

Дополнительным преимуществом является то, что нечему ржаветь в воде или ломаться, т.к. ет движущихся и вращающихся деталей.

Самый точный датчик для спидометра из рассмотренных. Единственный недостаток – необходимо электропитание и более высокая цена.

Какой выбрать спидометр для катера или моторной лодки?

Да в принципе любой, руководствуясь здравым смыслом.

учитывая то, что практически на каждом водкомотоном катере и даже простой моторной лодке есть GPS навигатор — проще скорость плавсредства контролировать по нему, нежели заморачиваться с дополнительными кабелями и шлангами.

Удачи на воде!

www.vodkomotornik.ru

Как измеряется давление потока?

В конструкциях трубки Пито (с двойными стенками) ударное давление направлено вперёд, в поток. В обычных конструкциях ось движения рабочей среды совмещается с осью внешней трубки. Оба сигнала давления направляются по трубопроводу на индикатор или преобразователь.

Для промышленных применений статическое давление  может быть измерено тремя способами:

1. Через отводы в стенке трубы.
2. Статическими зондами Пито, вставленными в технологический поток.
3. При помощи небольших отверстий, расположенных либо на самой трубке Пито, либо на отдельном аэродинамическом элементе.

Точность функционирования расходомеров данной конструкции зависит от формы аэродинамических тел, окружённых постоянным потоком рабочей среды, а также от характеристик её вязкости, скорости и сжимаемости. Ключом к повышению точности показаний является минимизация кинетической составляющей при измерении давления.

Специально разработанные датчики Пито пригодны и для работ в пульсирующих потоках. Для этого используется зонд Пито, заполненный силиконовым маслом, который служит для передачи давления процесса. В высокочастотных пульсирующих применениях масло служит также средством демпфирования пульсаций и усреднения давления.

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме трубки Пито .

• 3D-анимация принципа измерения расхода при перепаде давления с помощью трубки Пито
• Как технологии XVIII века могут повредить авиалайнер (wired.com)

vтеЛетные инструменты
Пито-статический	Высотомер Индикатор воздушной скорости Махметр Вариометр
Гироскопический	Индикатор отношения Индикатор направления Индикатор горизонтального положения Индикатор поворота и скольжения Координатор поворота Указатель поворота
Навигационный	Индикатор отклонения от курса Индикатор горизонтального положения Инерциальная навигационная система Магнитный компас Спутниковая навигация СИГИ
похожие темы	Блок инерциальной привязки данных о воздухе ECAM EFIS Стеклянная кабина Интегрированная резервная система инструментов Основной индикатор полета V скорости Строка рыскания

Физическое описание анемоскопа

Анемоскоп состоит из трубки или тканевого рукава в форме усеченного конуса с двумя перфорированными концами.

Один конец конуса, самая широкая часть, прикреплен к вертикальной мачте с металлическим кольцом, которое позволяет гильзе всегда оставаться открытой.

Круг или металлическое кольцо связано с механизмом, который позволяет ему вращаться на 360 градусов, чтобы указывать направление ветра и свободно ориентировать рукав в любом направлении.

Размер рукава обычно варьируется в зависимости от места, где он предназначен для установки, и требуемой видимости, однако обычно они достигают длины от 1 до 4 метров. Диаметр от 30 до 90 сантиметров в самой широкой части.

Его дизайн обычно включает в себя два ярких цвета, обычно красный и белый, которые распределены по 5 секциям рукава, сужаясь к концу, где будет порождаться ветер.

Каждый из этих пяти участков соответствует 3 узлам, то есть примерно 5,5 километра в час. Следовательно, если будет замечено, что рукав поднимается только в первом начальном участке, выделенном красным, как показано на изображении ниже, будет сообщена скорость 3 узла.

И, если рукав растягивается до полностью горизонтального положения, можно говорить о скорости ветра до 15 узлов и более.

Каким образом измеряют высоту и скорость

Информация о материале

Категория: Транспорт

Скорость и высоту полета измеряют приборами, которые называются указателями воздушной скорости и высотомерами. Для определения скорости измеряют разницу давлений воздуха, проходящего через трубку, названную трубкой Пито. Она укреплена на крыле или в носовой части корабля.

Анероидный барометр, связанный с трубкой, реагирует на подобные изменения давления тем, что расширяется либо сужается. Передаточный механизм передает движения барометра на шкалу индикатора, которая установлена на приборной панели в кабине пилота. Чем больше скорость самолета, тем больше разность давлений на двух концах трубки Пито.

Для измерения высоты пользуются двумя способами. Существует барометрический высотомер, или альтиметр, который просто меряет атмосферное давление за бортом. Естественно, что это давление меняется при подъемах или снижениях. Вакуумная анероидная коробка при изменениях давления меняет нагрузку на подсоединенную к ней пружину, что механизмом барометра-анероида передается дальше на измерительную шкалу высотомера. Другой тип альтиметра — радиовысотомер. Он посылает на землю радиоволну и определяет высоту по времени, которое требуется этой волне, чтобы дойти до поверхности и, отразившись от нее, вернуться обратно.

Маховой указатель воздушной скорости (указатель Маха)

Такой указатель измеряет скорость движущихся в воздухе объектов по отношению к скорости распространения звука в воздухе. Измеряется перепад давлений между открытым концом трубки Пито и в боковом патрубке постоянного давления. И все эти изменения давления отражаются на показаниях измерителя скорости.

Обозначения на рисунке сверху статьи:

1. Валик передаточного механизма

2. Шестерня 3. Коронная шестерня

4. Стопорный рычаг

5. Секторная шестерня

6. Вал-шестерня

Указатель воздушной скорости, он же указатель Маха, назван так в честь физика Эрнста Маха, который изучал распространение звука и установил, что его скорость на уровне моря примерно равна 760 милям в час.

Принцип устройства трубки Пито

Трубка Пито измеряет одновременно два давления: налетающего воздушного потока и статическое давление в боковине трубы, что соответствует давлению атмосферы на уровне трубки. Разница в отсчетах этих двух давлений выводится на приборную панель в значениях воздушной скорости.

Трубка Пито (приемник полного давления) расположена в носу или на конце крыла самолета

Высотомер (альтиметр)

В высотомере, работающем на принципе измерения атмосферного давления, используется воздушный барометр, который находится за бортом самолета. Показания высотомера в футах или метрах выводятся на приборную панель в кабине пилота. Перед полетом на таких высотомерах должно быть установлено нулевое значение высоты. Оно соответствует начальному давлению, которое меняется в зависимости от погоды.

Радиовысотомер

Существует два вида радиовысотомеров. Один определяет высоту по изменению частоты между посланной радиоволной и той, что пришла на борт, отразившись от поверхности (рисунок справа). Другой вид радиовысотомера определяет время между посланным и вернувшимся сигналом. Первого вида высотомеры в основном используются на малых высотах, а второго — для измерений на больших высотах.

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
Область	Планиметр
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

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

Теория работы

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 торможения жидкости, также известное как полное давление или (особенно в авиации) давление Пито.

Измеренное давление торможения само по себе не может использоваться для определения расхода жидкости. скорость (воздушная скорость в авиации). Однако уравнение Бернулли утверждает:

Давление застоя = статическое давление + динамическое давление

Что также можно записать как

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

Решение этого для скорости потока дает

u = 2 (pt – ps) ρ, {\ displaystyle u = {\ sqrt {\ frac {2 (p_ {t} -p_ {s})} {\ rho}}} \,,}

где

• u {\ displaystyle u}- скорость потока ;
• pt {\ displaystyle p_ {t}}- застой или общее давление;
• ps {\ displaystyle p_ {s}}- это статическое давление ;
• , а ρ {\ displaystyle \ rho}- плотность жидкости.

ПРИМЕЧАНИЕ: Приведенное выше уравнение применимо только к жидкостям, которые можно рассматривать как несжимаемые. Почти во всех условиях жидкости считаются несжимаемыми. При определенных условиях газы можно считать несжимаемыми. См. Сжимаемость.

Таким образом, динамическое давление представляет собой разницу между давлением торможения и статическим давлением. Затем динамическое давление определяется с помощью диафрагмы внутри закрытого контейнера. Если воздух на одной стороне диафрагмы находится под статическим давлением, а с другой – при давлении торможения, то прогиб диафрагмы пропорционален динамическому давлению.

В самолетах статическое давление обычно измеряется с помощью статических отверстий на боковой стороне фюзеляжа. Измеренное динамическое давление может использоваться для определения указанной воздушной скорости летательного аппарата. Описанная выше конструкция диафрагмы обычно содержится в индикаторе воздушной скорости, который с помощью механических рычагов преобразует динамическое давление в значение воздушной скорости.

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 на сторон, за пределами прямого воздушного потока, для измерения статического давления.

Если столб жидкости используется для измерения перепада давления Δ p ≡ pt – ps {\ displaystyle \ Дельта p \ эквив p_ {t} -p_ {s}},

Δ h = Δ p ρ lg, {\ displaystyle \ Delta h = {\ frac {\ Delta p} {\ rho _ {l} g}} \,,}

где

• Δ h {\ displaystyle \ Delta h}- разница высот столбцов;
• ρ l {\ displaystyle \ rho _ {l}}- плотность жидкости в манометре;
• g – стандартное ускорение свободного падения.

Следовательно,

u = 2 Δ h ρ lg ρ. {\ displaystyle u = {\ sqrt {\ frac {2 \, \ Delta h \, \ rho _ {l} g} {\ rho}}} \,.}

Мечта об умном термоанемометре

Был у нас на работе один адок из рубрики “админам жарко, а бухгалтерам дует”… 

Ростелеком, только переехали в новый офис в ComCity, огромные опенспейсы и сплошные окна без форточек. Плюс стандартная болезнь открытого пространства – на большое помещение всего один вентканал с кучей выходов. 

Летом, в жару включается централизованная система кондиционирования и увлажнения, и начинается… Самые первые в цепочке отправляются на Северный полюс (или на Южный, к пингвинам в общем и снеговику Олафу). Последние продолжают изнывать в сухой и жаркой Африке. Катаклизма неизбежно приводит к войне за крутилку кондиционера, которую мудрые инженеры предусмотрительно отключили.

Регламент климатической демилитаризации предписывает на такой случай вызывать билдинг-менеджеров. Инженеры-климатологи проводят замеры температуры и скорости воздуха на каждом участке воздуховода, регулируют поток и наступает благоденствие. Впрочем, длится оно не долго. Как только аналогичная процедура настройки проводится в соседнем опенспейсе – в нашем помещении все тут же идет в разнос. Составляется новая заявка. И так по кругу.

Кончается тем, что озверевшие от постоянной беготни и волн негатива билдинг-менеджеры просто игнорируют проведение измерений. По заявке приходит инженер с анемометром, делает замер, и говорит, мол, ребята, у Вас все нормально, вы не шахтеры, а белые воротнички, расслабьтесь, работайте. Доказать ему что-то сложно – перед тобой сертифицированный оператор измерительного оборудования и вообще эксперт.

Приблизительно в таких нечеловеческих муках родилась мечта о сборке собственного arduino-анемометра. Можно, конечно, купить готовое устройство, но для айтишника это “беспонтово”. Кроме того, на умную железку можно (в теории) повесить логирование, сбор данных по расписанию, управление умным домом и запуск кота в космос. “Ардуино, и ни в чем себе не отказывай”.

С тех пор прошло 6 лет. Работодатель остался в прошлом. Бизнес-центр скорее всего также перестал высушивать и отмораживать арендаторов. Но мечта жила. 

Мы продолжаем рубрику “сенсорика для самых маленьких инженеров”. И в настоящей статье представим подробную инструкцию по сборке собственного термоанемометра. Грейте паяльники, открывайте Arduino IDE, поехали!

Пито-статическое давление

Примеры трубка Пито, статическая трубка и статическая трубка Пито.

Статические порты, установленные на Airbus A330 пассажирский авиалайнер.

Пито-статическая система инструментов использует принцип градиент давления воздуха. Он работает путем измерения давления или разницы давлений и использования этих значений для оценки скорости и высоты. Это давление можно измерить либо на статическом порте (статическое давление), либо на трубке Пито (давление Пито). Статическое давление используется во всех измерениях, а давление Пито используется только для определения воздушной скорости.

Давление Пито

В давление Пито получается из трубка Пито. Давление Пито является мерой давление набегающего воздуха (давление воздуха, создаваемое движением транспортного средства или врезанием воздуха в трубу), которое в идеальных условиях равно давление застоя, также называемое общим давлением. Трубка Пито чаще всего расположена на крыле или передней части самолета, обращенной вперед, где ее отверстие открывается для относительный ветер. Размещая трубку Пито в таком месте, можно более точно измерить давление набегающего воздуха, так как оно будет меньше искажаться конструкцией самолета. Когда воздушная скорость увеличивается, давление набегающего воздуха увеличивается, что может быть переведено индикатор воздушной скорости.

Статическое давление

Статическое давление достигается через статический порт. Статический порт чаще всего представляет собой отверстие для скрытого монтажа на фюзеляж самолета, и расположен там, где он может получить доступ к воздушному потоку в относительно ненарушенной зоне. У некоторых самолетов может быть один статический порт, а у других – более одного. В ситуациях, когда самолет имеет более одного статического порта, обычно они расположены на каждой стороне фюзеляжа. При таком расположении можно измерить среднее давление, что позволяет получать более точные показания в конкретных полетных ситуациях. Альтернативный статический порт может быть расположен внутри салона самолета в качестве резервного на случай блокировки внешнего статического порта (ов). Статическая трубка Пито эффективно объединяет статические порты в датчик Пито. Он включает в себя вторую коаксиальную трубку (или трубки) с отверстиями для отбора проб на сторонах зонда, за пределами прямого воздушного потока, для измерения статического давления. Когда самолет набирает высоту, статическое давление снижается.

Многократное давление

Некоторые статические системы Пито включают в себя отдельные датчики, которые содержат несколько портов для передачи давления, которые позволяют измерять давление воздуха, угол атаки и угол бокового скольжения. В зависимости от конструкции такие датчики данных воздуха могут называться датчиками данных воздуха с 5 или 7 отверстиями. Для определения угла атаки и угла бокового скольжения можно использовать методы измерения перепада давления.

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.