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. Tämän vuoksi pitot-putkea lämmitetään lennon aikana.

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)