Appunti sul Tubo di Pitot, Laboratorio di Sperimentazione sulle Macchine e Sistemi Energetici

Relazione di laboratorio: sperimentazione sulle macchine e sistemi energetici

Introduzione al tubo di Pitot

Henri Pitot (1695-1771), ingegnere e fisico francese, cominciò la sua carriera come astronomo e matematico per poi essere eletto membro dell'egregia Accademia Francese delle Scienze nel 1724. Cominciò ad interessarsi al problema del flusso delle acque nei canali e nei fiumi francesi e nel 1732 inventò un dispositivo, più tardi noto con il nome di tubo di Pitot, che è in uso anche oggi, sia per la misura delle velocità dei liquidi che degli aeriformi (tipicamente un gas).

Descrizione del dispositivo

Il dispositivo è generalmente costituito da due tubi concentrici e coassiali sagomati a L, con dimensioni dell’ordine del cm e caratteristiche in base al diametro esterno (regolate da normativa), solitamente costruito in materiale inalterabile nelle condizioni di impiego, quale per esempio acciaio inossidabile austenitico. L’estremità "naso" o "testa", chiamata che viene immersa nel fluido in misura, puntato in direzione opposta al moto del fluido, porta il foro di presa di pressione totale, perpendicolarmente alla corrente, per il rilevamento della pressione di ristagno e della pressione statica (la sezione 1 nel disegno).

Invece la presa di pressione statica, disposta tangenzialmente al flusso, si trova sul corpo del tubo (la sezione 2 nel disegno) all’inizio del "gambo". La presa di pressione totale fa riempire di fluido il tubo, e (estremità opposta alla testa) il tubo è chiuso frontalmente e una volta riempiti gambo e testa del tubo il fluido non può più occupare lo spazio, dovendo così girare intorno alla punta della testa.

Principio di funzionamento

Si viene a formare quindi un punto di massima pressione della testa detto punto di pressione di ristagno (punto P nel disegno); vi è pressione di ristagno solo in quel punto mentre in tutto il resto del tubo troviamo la pressione statica che viene misurata ad una distanza dalla punta di circa 5-8 diametri, in corrispondenza dei fori laterali, dove il fluido ha riacquistato la velocità che aveva all'inizio, prima di arrivare alla testa.

Principio del tubo di Pitot

Il principio del tubo di Pitot è la legge di Bernoulli, che sancisce tra la pressione di ristagno (totale) misurata in un fluido e la somma tra pressione statica e dinamica.

Pressione di ristagno = Pressione statica + Pressione dinamica

La differenza tra queste due pressioni (la pressione dinamica, ottenibile con l'utilizzo di un manometro differenziale opportunamente collegato alle due prese) risulta proporzionale.