Tubo di Pitot
Il
tubo di Pitot
e uno strumento utilizzato per misurare la
velocita macroscopica
di un
fluido
(ad esempio un
gas
). Fu inventato nel
1732
dall'
ingegnere
e
fisico
francese
Henri Pitot
.
Un tubo di Pitot fissato sul ventre di un NH-90 (NH-211)
Il tubo di Pitot basa il suo funzionamento sulla
pressione totale
di un fluido.
Un tubo di Pitot e fornito di due prese di
pressione
, una all'estremita anteriore disposta tangenzialmente alla corrente (
presa totale
) e una sul corpo disposta perpendicolarmente al flusso (
presa statica
). La differenza tra le due pressioni (la
pressione dinamica
, misurata con un
manometro
differenziale collegato alle due prese) e proporzionale al quadrato del modulo della velocita macroscopica, in formule:
![{\displaystyle p_{tot}=p_{st}+{\frac {1}{2}}\rho \left|\langle v\rangle \right|^{2}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/fa88b5954a91caa2debd5c21d0697ccf99817e71)
![{\displaystyle v={\sqrt {\frac {2(p_{tot}-p_{st})}{\rho }}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3dee294b9c86349730f2ac5f72770d93f497d117)
Il fatto che le prese di pressione siano due e separate sembrerebbe rendere inutilizzabile il Pitot (infatti la definizione di pressione totale richiede che le pressioni statica, dinamica e totale siano misurate nello stesso punto nello stesso istante di tempo).
Affinche il tubo di Pitot possa fornire una misura precisa la pressione totale dovrebbe mantenersi costante nel campo di moto del fluido (cioe dovrebbe valere l'
Equazione di Bernoulli
nel suo primo o almeno nel suo secondo enunciato). Siccome generalmente i tubi di Pitot sono costruiti in modo da non perturbare eccessivamente il campo di moto intorno a loro, questa approssimazione e accettabile. Si deve pero provvedere al tracciamento di una curva di taratura, valida per il Pitot utilizzato.
La taratura del Pitot si effettua immettendo il tubo in una corrente di fluido di cui siano perfettamente note le proprieta del fluido stesso e la velocita macroscopica. Per un numero sufficiente di valori di velocita macroscopica si registrano le corrispondenti differenze di pressione tra le due prese del Pitot, ottenendo una successione di punti che rappresentano la
funzione di trasferimento
dello strumento. Durante l'utilizzo quindi, invece della formula derivante dalla definizione di pressione totale si potra utilizzare questa funzione di trasferimento (al giorno d'oggi, peraltro, facilmente implementabile in un codice di calcolo che interpoli la curva di taratura) per assegnare ad ogni valore di
la velocita corretta.
In particolari situazioni potrebbe succedere che il campo di moto del fluido in cui e immerso il Pitot presenti
gradienti
di velocita talmente elevati da determinare una grande differenza di velocita macroscopica tra le due prese. In questo caso la lettura della velocita sara riferita al fluido che passa sulla presa statica.
Funzionamento
Il tubo di Pitot e utilizzato su tutti gli
aeroplani
e in automobilismo (tipicamente
Formula Uno
, durante i test pre-stagionali) come
sensore
per la determinazione della velocita macroscopica rispetto all'aria e nelle
gallerie del vento
per la misurazione della velocita macroscopica della corrente d'aria.
Viene anche utilizzato nell'impiantistica delle bonifiche ambientali, in particolare per impianti tipo SVE/Bv (Soil Vapour Extraction - Bioventing), per controllare le pressioni differenziali (e quindi le portate) lungo le tubazioni di estrazione/iniezione di gas dal/nel sottosuolo.
E inoltre uno degli strumenti di misura della velocita macroscopica in condotti di emissione in atmosfera, come previsto dalla norma UNI EN ISO 16911-1:2013.