Een pitotbuis meet de snelheid van stromende vloeistoffen en gassen door het drukverschil tussen stagnatiedruk en statische druk te analyseren. Veel gebruikt in luchtvaart en industrie.
Hoe meet een pitotbuis snelheid?
Een pitotbuis is een apparaat dat gebruikt wordt om de snelheid van een vloeistof of gas te meten. Dit instrument is vernoemd naar Henri Pitot, die de pitotbuis in de 18e eeuw heeft uitgevonden. De pitotbuis wordt veel gebruikt in luchtvaart, meteorologie en in diverse industriële toepassingen.
Werking van de pitotbuis
De pitotbuis werkt door het verschil in druk te meten tussen twee punten in de stroming van een vloeistof of gas. Dit verschil in druk is direct gerelateerd aan de snelheid van de stroming. De pitotbuis heeft twee openingen:
De dynamische druk kan worden berekend door de statische druk af te trekken van de stagnatiedruk. Deze relatie wordt uitgedrukt in de volgende vergelijking:
dynamische druk = stagnatiedruk - statische druk
Berekening van snelheid
Volgens de Bernoulli’s vergelijking, die de energiebalans in een vloeiende stroming beschrijft, kan de snelheid van de stroming worden berekend met de volgende formule:
\[
v = \sqrt{\frac{2 \cdot (P_{tot} - P_{stat})}{\rho}}
\]
- \(v\) is de snelheid van de stroming
- \(P_{tot}\) is de totale druk (stagnatiedruk)
- \(P_{stat}\) is de statische druk
- \(\rho\) is de dichtheid van de vloeistof of het gas
Hieruit blijkt dat de snelheid van de stroming berekend kan worden door het drukverschil (dynamische druk) en de dichtheid van het medium te kennen.
Toepassingen en voordelen
De pitotbuis biedt verschillende voordelen, zoals eenvoud in ontwerp en gebruik, en precisie in metingen. Het wordt veel gebruikt in verschillende toepassingen:
- Luchtvaart: Om de snelheid van vliegtuigen te meten ten opzichte van de lucht.
- Meteorologie: Voor windmetingen om weersvoorspellingen te maken.
- Industriële processen: Voor het meten van gas- en vloeistofstromen in leidingen.
Ondanks zijn eenvoud is de pitotbuis een krachtig instrument voor het meten van snelheid in verschillende contexten, en speelt het een cruciale rol in veel technologieën en wetenschappelijke onderzoeken.