皮托管
編輯皮托管 (/pi?to?/ PEE-toh) 管(皮托管探頭)測量流體流速。 它由法國工程師亨利·皮托 (Henri Pitot) 于 18 世紀初發明,并于 19 世紀中葉由法國科學家亨利·達西 (Henry Darcy) 修改為現代形式。 它被廣泛用于確定飛機的空速; 船的水速; 以及工業中液體、空氣和氣體的流速。
操作原理
編輯基本的皮托管由一根直接指向流體流動的管組成。 由于該管包含流體,因此可以測量壓力; 移動的流體停止(停滯),因為沒有出口讓流動繼續進行。 該壓力是流體的停滯壓力,也稱為總壓力或(特別是在航空領域)皮托壓力。
測得的停滯壓力本身不能用于確定流體流速(航空中的空速)。 然而,伯努利方程指出:
滯壓=靜壓+動壓
- u {\displaystyle u} 為流速;
- p t {\displaystyle p_{t}} 是駐點或總壓力;
- p s {\displaystyle p_{s}} 為靜壓;
- 和 ρ {\displaystyle \rho } 是流體密度。
注:上述等式僅適用于可視為不可壓縮的流體。 在幾乎所有條件下,液體都被視為不可壓縮。 某些條件下的氣體可以近似為不可壓縮的。 請參見可壓縮性。
因此,動態壓力是停滯壓力和靜態壓力之間的差異。 然后使用封閉容器內的隔膜確定動態壓力。 如果隔膜一側的空氣處于靜壓,另一側處于滯壓,則隔膜的撓度與動壓成正比。
在飛機上,通常使用機身側面的靜態端口測量靜壓。 測得的動態壓力可用于確定飛機的指示空速。 上述隔膜裝置通常包含在空速指示器內,空速指示器通過機械xxx將動態壓力轉換為空速讀數。
可以使用皮托管(也稱為普朗特管)代替單獨的皮托管和靜態端口,它有一個與皮托管同軸的第二個管,在直接氣流之外的側面有孔,以測量靜壓 .
飛機和事故
編輯皮托靜壓系統是一種壓力敏感儀器系統,在航空領域最常用于確定飛機的空速、馬赫數、高度和高度趨勢。 皮托靜壓系統通常由皮托管、靜態端口和皮托靜壓儀器組成。 皮托靜壓系統讀數中的錯誤可能非常危險,因為從皮托靜壓系統獲得的信息(例如空速)可能對安全至關重要。
幾起商業航空公司的事件和事故已被追溯到皮托靜壓系統的故障。 示例包括 Austral Líneas Aéreas 航班 2553、西北航空公司航班 6231、Birgenair 航班 301 和兩架 X-31 中的一架。 法國航空安全局 BEA 表示,皮托管結冰是導致法航 447 航班墜入大西洋的一個促成因素。 2008 年,Air Cara?bes 報告了兩起 A330 皮托管結冰故障事件。
Birgenair 301 航班發生了致命的皮托管故障,調查人員懷疑這是由于昆蟲在皮托管內筑巢造成的; 主要嫌疑人是黑色和黃色的泥涂黃蜂。
Aeroperú 航班 603 發生了致命的皮托靜壓系統故障,原因是清潔人員用膠帶堵住了靜壓口。
行業應用
編輯在工業中,被測量的流速通常是在風速計難以測量的管道和管道中流動的流速。 在這些測量中,最實用的儀器是皮托管。
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