Funktionsprinzip des Staurohr-Windgeschwindigkeitssensors
Staurohr, auch bekannt als „Staurohr“, „Windgeschwindigkeitsrohr“, ist ein röhrenförmiges Gerät, das den Gesamtdruck und den statischen Druck des Luftstroms misst, um die Luftströmungsgeschwindigkeit zu bestimmen. Es wurde nach der Erfindung von H. Pitot in Frankreich benannt.
Es ist schwierig, die Geschwindigkeit des Luftstroms experimentell direkt zu messen, aber der Druck des Luftstroms kann leicht mit einem Manometer gemessen werden. Es dient hauptsächlich der Messung der Geschwindigkeit des Flugzeugs, hat aber auch viele weitere Funktionen. Daher kann das Staurohr zur Messung des Drucks verwendet werden und anschließend der Satz von Bernoulli angewendet werden, um die Geschwindigkeit des Luftstroms zu berechnen. Das Staurohr besteht aus einem doppellagigen Gehäuse mit rundem Kopf (siehe Abbildung). Der Durchmesser des Außengehäuses beträgt D. Ein mit dem Innengehäuse verbundenes Gesamtdruckloch ist in der Mitte O des runden Kopfes geöffnet, um eine Verbindung zu einem Ende des Manometers herzustellen. Der Durchmesser des Lochs beträgt 0.3-0.6D. Öffnen Sie eine Reihe statischer Drucklöcher senkrecht zur Außenrohrwand gleichmäßig entlang der Umfangsrichtung bei C auf der Seitenfläche des Außengehäuses in einem Abstand von etwa 3-8D, schließen Sie das andere Ende des Manometers an und platzieren Sie das Stellen Sie sicher, dass die Achse des Rohrs mit der Richtung des Luftstroms übereinstimmt und die Vorderkante des Rohrs der einströmenden Strömung zugewandt ist. Wenn sich der Luftstrom in der Nähe von Punkt O befindet, nimmt seine Strömungsgeschwindigkeit allmählich ab, bis er am Punkt O auf Null stagniert. Am Punkt O wird also der Gesamtdruck P gemessen. Zweitens ist Punkt C weit genug entfernt, weil das Rohr sehr dünn ist weg vom Punkt O, so dass sich die Geschwindigkeit und der Druck am Punkt C im Wesentlichen auf den gleichen Wert wie die ankommende Strömungsgeschwindigkeit V und den Druck P erholt haben, sodass der am Punkt C gemessene statische Druck beträgt. Für eine Strömung mit niedriger Geschwindigkeit (Fluid kann als annähernd inkompressibel betrachtet werden) lautet die Formel zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit nach dem Bernoulli-Theorem:
Aus dem vom Manometer gemessenen Gesamtdruck und der statischen Druckdifferenz PP sowie der Dichte ρ des Fluids lässt sich die Geschwindigkeit des Luftstroms nach Formel (1) berechnen.
