Pitot-putki

Kohteesta Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Yleensä lentokoneen siiven alle sijoitettu pitot-putki.

Pitot-putki on mittalaite, jolla mitataan virtauksen paikallista nopeutta paine-eron avulla.[1] Mittaustilanteessa putki asetetaan kohtisuoraan virtausta vasten. Sen keksi Henri Pitot (1695–1771), joka mittasi Seine-joen virtausnopeutta taivutetun lasiputken avulla.[2] Etenkin lentokoneissa, pitot-putket ovat tärkeässä roolissa, koska ne mittaavat koneen ilmanopeutta. Silloin tällöin pitot-putkiin kertyy jäätä, joka aiheuttaa sen, että nopeutta ei voida enää mitata ja järjestelmä antaa väärän nopeuden. Tämä voi johtaa väärinkäsityksiin ohjaamossa. Yleensä jää kuitenkin sulaa nopeasti, joten siitä ei pitäisi olla pitkäaikaista haittaa.

Nopeuden määritys putken avulla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Virtauksen voima nostaa pintaa h nopeutta v vastaavalla määrällä
Pakistanin ilmavoimien mekaanikko tarkastelee F-16-hävittäjän Pitot-putkea

Stagnaatiopaine on staattisen paineen ja dynaamisen paineen summa. Stagnaatiopaine mitataan pitot-putken aukon kohdalta, jossa siis on virtauksen stagnaatiopiste. Staattinen paine sen sijaan on häiriötön paine, joka mitataan sellaisesta kohdasta virtausta, jossa ei ole pitot-putkea tai muita esteitä.

Mikäli virtaus on puristumatonta (Machin luku on pieni), niin voidaan käyttää Bernoullin yhtälöä. Eli tarkastellaan virtauksen tietyn virtaviivan kahta eri kohtaa: stagnaatio- ja staattisen paineen mittauspistettä, jotka ovat kummatkin samalla korkeudella ()

.

Koska stagnaatiopisteessä nopeus on nolla ja mittauspisteiden korkeudet samat, niin saadaan yhtälö supistettua muotoon

.

Paine-ero on , nyt yhtälöstä saadaan nopeus:


missä on nopeus [m/s],
on ilman tiheys [kg/m3] (se on suuruusluokkaa 1,2 kg/m3, mutta riippuu lämpötilasta ja ilmanpaineesta),
on dynaaminen paine,
on stagnaatiopaine ja
on staattinen paine.

Yllä olevan Pitot'n kaavan loi Henri Pitot vuonna 1732.[3]

Käyttö[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pitot-putkea käytetään lentokoneissa, tuulitunneleissa, mittalaitteissa, tilavuus- ja massavirtamittauksissa, esimerkiksi ilmanvaihtokanavien ilmamäärämittauksissa.

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Pitot-putki.

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Frank M. White: Fluid Mechanics, 5. edition, s. 406. McGraw-Hill, 2003. ISBN 0-07-240217-2. (englanniksi)
  2. Pijush K. Kundu & Ira M. Cohen: Fluid mechanics, 4. edition, s. 112. Academic Press, 2008. ISBN 9780123737359. Google book (limited preview). (englanniksi)
  3. Frank M. White: Fluid Mechanics, 5. edition, s. 407. McGraw-Hill, 2003. ISBN 0-07-240217-2. (englanniksi)