베르누렐리의 원칙은 유체의 속도 증가가 압력의 감소와 동시에 발생하고 그 반대의 경우도 마찬가지라고 명시되어 있습니다. 특히 유체 속도가 0으로 감소하면 유체의 압력이 최대로 증가합니다. 이를 정체 압력 또는 총 압력으로 알려져 있습니다. 베르누이방정식의 한 가지 특별한 형태는 다음과 같습니다.

정체 압력 = 정적 압력 + 동적 압력

여기서 정체 압력, P_o는유동 속도가 0으로 감소하면 압력, 정압, _Ps,주변 유체가 주어진 지점에 가해지는 압력, 그리고 동적 압력, _Pd,또한 램 압력이라고도 하며, 유체 밀도, θ,및 유량, V,주어진 지점에 대해 직접 관련이 있다. 이 방정식은 액체 흐름 및 저속 공기 흐름(일반적으로 100m/s 미만)과 같은 비압축성 흐름에만 적용됩니다.

위의 방정식에서, 우리는 다음과 같이 압력 차등 및 유체 밀도 측면에서 흐름 속도, V를 표현 할 수 있습니다 :

18^세기에, 프랑스 엔지니어 헨리 피토피토피토 피토 튜브를 발명 [1], 그리고 19^세기 중반에, 프랑스 과학자 헨리 다르시 현대 형태로 수정 [2]. ^20세기 초, 독일의 공기역학주의자 루드비히 프란틀(Ludwig Prandtl)은 정적 압력 측정과 피토 튜브를 피토 정적 튜브에 결합하여 오늘날 널리 사용되고 있습니다.

피토 정적 튜브의 회로도가 도 1에 표시됩니다. 튜브에는 2개의 개구부가 있습니다: 한 개구부는 정체 압력을 감지하기 위해 직접 흐름을 직면하고, 다른 개구부는 정적 압력을 측정하는 흐름에 수직입니다.

그림 1. 피토 정적 튜브의 회로도.

압력 차동은 일반적으로 압력 변환기로 측정되는 유속을 결정하는 데 필요합니다. 이 실험에서 액체 컬럼 기마계는 압력의 변화를 측정하기 위해 좋은 시각적 개체를 제공하는 데 사용됩니다. 압력 차동은 다음과 같이 결정됩니다.

Δh가 기마계의 높이 차이인 경우, θ_L은 기마계내의 액체밀도이며, g는 중력으로 인한 가속이다. 방정식 2와 3을 결합하면 유동 속도가 다음과 같은 것으로 예측됩니다.

대표적인 결과는 표 1과 표 2에표시됩니다. 실험 결과는 실제 풍속과 양호한 일치합니다. 피토 정적 튜브는 최대 오차 비율이 약 4.2%인 것으로 정확하게 예측했습니다. 이는 풍동 공기 속도를 설정하는 오류, 피토 정적 튜브의 기압계 및 계측기를 읽는 오류에 기인할 수 있습니다.

표 1. 다양한 풍귀에서 측정된 기압측정기 판독을 기반으로 계산된 공기 속도 및 오차.

표 2. 다양한 각도의 연결 각도에서 기마계 판독을 기반으로 계산된 공기 속도 및 오차.

표 2에서 백분율 오차는 표 1의 제로 앵글 케이스와 비교됩니다. 결과는 피토 정적 튜브가 흐름 방향과의 정렬 불량에 민감하지 않음을 나타냅니다. 가장 높은 불일치는 약 20°의 공격 각도에서 발생했습니다. 제로 앵글 판독과 관련하여 3.35%의 오차를 얻었다. 공격 각도가 증가함에 따라 정체및 정적 압력 측정값이 모두 감소했습니다. 두 압력 판독값은 튜브가 최대 30°까지 공격 각도에 대해 3 ~4%의 정확한 속도 판독값을 생성하도록 서로 보상하는 경향이 있습니다. 이것은 다른 유형의 피토 튜브보다 Prandtl 디자인의 주요 이점입니다.

항공기 및 드론과 같은 항공 응용 분야에는 항공 속도 정보가 매우 중요합니다. 피토 정적 튜브는 일반적으로 조종석의 전면 패널에서 공기 속도를 표시하기 위해 기계 계측에 연결됩니다. 상업용 항공기의 경우 기내 비행 제어 시스템에도 연결되어 있습니다.

피토 정적 시스템 판독값의 오류는 매우 위험할 수 있습니다. 일반적으로 상업용 항공기에 대해 1 또는 2개의 중복 된 Pitot 정적 시스템이 있습니다. 얼음이 쌓이는 것을 방지하기 위해 비행 중 피토 튜브가 가열됩니다. 많은 민간 항공사 사고와 사고는 피토 정적 시스템의 실패로 추적되었습니다. 예를 들어, 2008년 에어 카라이베스는 A330s [3]에서 피토 튜브 착빙 오작동 의 두 가지 사건을 보고했습니다.

업계에서는 관장계 나 다른 유량계가 설치가 어려운 피토 튜브로 덕트와 튜브의 공기 속도를 측정 할 수 있습니다. 피토 튜브는 덕트의 작은 구멍을 통해 쉽게 삽입 할 수 있습니다.

이 데모에서는 풍동에서 피토 정적 튜브의 사용을 검사하고 측정을 사용하여 풍동에서 의 기속도를 예측했습니다. 피토 정적 튜브에 의해 예측 된 결과는 풍동 설정과 잘 상관. 피토 정적 튜브의 정렬 불량 가능성에 대한 민감도도 조사되었으며 Pitot-static 튜브가 28°의 공격 각도까지 정렬 불량및 각도에 특히 민감하지 않다는 결론을 내렸습니다.