Pitotrohr
thumb|Pitotrohr an einem Kampflugzeug, mit Schutzabdeckung Ein Pitotrohr, auch Prandtlsches Rohr oder Staurohr, ist eine Einrichtung, die gleichzeitig den statischen Druck und den Staudruck aufnimmt. Dazu sind entsprechende Öffnungen an dem Rohr angebracht. Das Pitotrohr wird in den unbeeinflussten Luftstrom eingebracht.
Das Pitotrohr wird in Verbindung mit einem Differenzdruckmesser als Anemometer verwendet. In der Luftfahrt, insbesondere bei Flugzeugen, ist diese Kombination als Fahrtmesser geläufig.
Entwicklungsgeschichte
Henri de Pitot – primär Straßen- und Brückenbauer - veröffentlichte bereits im Jahre 1732 einen Entwurf für eine „Maschine zum Messen der Geschwindigkeit fließenden Wassers und des Kielwassers von Schiffen“.
Pitots Entwicklung hatte jedoch noch Schwächen. Es bestand aus zwei nebeneinander liegenden Rohren, von denen eines am unteren Ende um 90° gebogen war um in den Wasserstrom gerichtet zu werden, während das zweite, gerade Rohr, den statischen Druck aufnahm. Durch diese Anordnung lag jedoch das Rohr zur statischen Druckmessung innerhalb der Turbulenzen die durch das davor liegende gebogene Rohr verursacht wurden. Dazu kamen theoretische Mängel bezüglich der Umsetzung der Druckdifferenz in die Fließgeschwindigkeit. Auch durch ständige Schwankungen konnten nur recht ungenaue Messungen vorgenommen werden.
1775 maß James Lindt mit Hilfe eines Staurohr-Anemometers Windgeschwindigkeiten. Dabei war ein U-förmig gebogenes Rohr an vorderen Ende nochmal um 90° nach vorne gebogen und mit einer Flüssigkeit gefüllt. Die eindringende Luft drückte das Wasser am hinteren Rohr des Us an einer Skala nach oben. Um die Empfindlichkeit zu erhöhen vergrößerte 1858 William Snow-Harris den Lufteinlauf deutlich.
Ab 1856 wurde das von Pitot entwickelte Instrument von Henry Darcy entscheidend weiterentwickelt, indem er Ventile anbrachte, über den Rohren ein Vakuum anlegte, den Einlass des statischen Rohres an die Seite verlegte – und damit außerhalb der Turbulenzen des Pitotrohres - und eine neue Formel zur Berechnung der Fließgeschwindigkeit entwickelte. Auch Darcys Weiterentwicklung wurde primär zur Messung strömenden Wassers verwendet.
Ludwig Prandtl entwickelte die heute noch gebräuchliche Ausführung des Pitotrohres. Dabei dringt der Luftstrom gerade in das zentrale Rohr ein, dass seinerseits von einem Zylinder mit seitlichen Öffnungen zur Messung des statischen Drucks umgeben ist. Die Druckdifferenz wird beispielsweise mit einem angeschloessenen Anemometer gemessen und anhand der Bernoulli-Gleichung in die entsprechende Strömungsgeschwindigkeit umgerechnet.
Siehe auch: Venturi-Düse
Links (englisch)
http://biosystems.okstate.edu/darcy/Pitot/DarcyandthePitotTubeSymposiumVersion.pdf
Kategorie:Strömungslehre
Kategorie:Messgerät