Pitot-Rohr

Ein Pitotrohr (auch Staudrucksonde; engl. pitot tube), benannt nach Henri Pitot, ist ein gerades oder L-förmiges, einseitig offenes Rohr zur Messung des Gesamtdruckes von Flüssigkeiten oder Gasen.

Pitotrohre werden oft zusätzlich mit einer statischen Drucksonde ausgestattet, um damit die Geschwindigkeit des umströmenden Fluids zu messen. Eine erartige Messeinheit wird Staurohr genannt. Der bekannteste Vertreter eines Staurohrs ist das Prandtl'sche Staurohr.

Aufbau und Funktion

Ein Pitotrohr ist ein vorne offenes Rohr, das so gegen eine Strömung ausgerichtet ist, dass seine Rohr-Mittelachse parallel zur Strömung liegt und somit die Strömung frontal auf die Rohröffnung trifft. Das andere Ende des Rohres ist fest mit einem Druckmessgerät verbunden. Bei Flugzeugen können die Pitorohre beheizt werden, da die Position des Pitotrohrs eine Vereisung begünstigt.

Ein Gerät, das nur eine Öffnung am Staupunkt aufweist, wird im deutschen Sprachraum als das eigentliche Pitotrohr (engl. pitot tube) bezeichnet. Die Kombination von Pitotrohr und statischer Sonde heisst häufig Prandtl'sches Staurohr. Diese Bezeichnung ist im englischen Sprachraum unbekannt. Dort spricht man stets von einer pitot tube.

Theorie

Das Pitot-Rohr ist so gebaut, dass es die ursprünglich vorhandene Strömung kaum stört. Da die Umströmung praktisch wirbelfrei ist, darf das Gesetz von Bernoulli angewendet werden. Vergleicht man den Druck im Staupunkt p_S mit dem Bernoulliterm (Gesamtdruck) in der ungestörten Strömung, erhält man die folgende Beziehung

[math]p_S=p+\frac{\varrho}{2}v^2[/math]

Misst man zusätzlich noch den statischen Druck, kann daraus die Strömungsgeschwindigkeit berechnet werden

[math]v=\sqrt{\frac{2(p_S-p}{\varrho}}[/math]

Diese Rechnung trifft zu, falls das Fluid als Potenzialströmung (stationär, inkompressibel, reibungsfrei) dar Rohr umfliesst. In der Praxis muss die berechnete Geschwindigkeit noch korrigiert werden.

Siehe auch

• Venturirohr
• Gesetz von Bernoulli

Literatur

• Jeppesen Sanderson: Privat Pilot Manual. Jeppesen Sanderson, Englewood CO 1997, 2001, ISBN 0-88487-238-6
• Martin Schober: Strömungsmeßtechnik. T I+II. Hermann-Föttinger-Institut für Strömungsmechanik, Berlin 2002.
• Measurement of airflow. Memorial University of Newfoundland, Faculty od Engineering and Applied Science, Fluid Mechanics Laboratory. Springfild 2003.
• Pressure measurement fom NCAR aircraft. National Center for Atmospheric Research (NCAR) Research Aviation Facility, Bulletin. Boulder Colo 10.1991, 21.
• Instrument Flying Handbook. US Department of Transportation, Federal Aviation Administration. AC61-27C, Washington DC 1999.
• Paul B. DuPuis: Smart Pressure Transducers. Military Avionics Division. MN15-2322; HVN 542-5965. Washington 2002.
• Peter Dogan: Instrument Flight Training Manual. Aviation Book, Santa Clarita CA 1991, 1999. ISBN 0916413128
• Rod Machado: Instrument Pilot´s Survival Manual. Aviation Speakers Bureau, Seal Beach Ca 1991, 1998. ISBN 0-9631229-0-8
• Barth: Skript zum Versuch Druckverluste in hydraulischen Systemen. Technische Universität Clausthal, Institut für Tribologie und Energiewandlungsmaschinen. Clausthal
• S. Ghosh, M. Muste, F. Stern: Measurement of flow rate, velocity profile and friction factor in Pipe Flow.' 2003.
• Wolfgang Kühr: Der Privatflugzeugführer. Bd 3. Technik II. Schiffmann, Bergisch-Gladbach 1981, 1999. ISBN 392127009X

Weblinks

• Geschichte des Pitotrohrs: Henry Darcy's Perfection of the Pitot Tube (PDF, englisch)
• Airdata Measurement and Calibration (PDF, englisch)