पीटो नलिका

विमान वायुगति मापने के लिए पीटो नलिका का उपयोग करते हैं। यह उदाहरण, एयरबस ए380 से, एक पीटो नलिका (दाएं) को एक स्थिर पोर्ट और एक एंगल-ऑफ-अटैक वेन (बाएं) के साथ जोड़ता है। वायु-प्रवाह दाएँ से बाएँ होता है।

पीटो नलिका के प्रकार

मैनोमीटर से जुड़ी एक पीटो-स्थैतिक नलिका

कामोव का-26 हेलीकॉप्टर पर पीटो नलिका

फॉर्मूला वन कार पर पीटो नलिका

बोइंग 777 पर पिटोट ट्यूब का स्थान

एक पीटो नलिका (pitot tube) अथवा पीटो शलाका (pitot probe) द्रव प्रवाह के वेग को मापने वाला यंत्र है। इसका आविष्कार 18वीं शताब्दी की शुरुआत में एक फ्रांसीसी इंजीनियर हेनरी पीटो ने किया था और 19वीं शताब्दी के मध्य में एक फ्रांसीसी वैज्ञानिक हेनरी डार्सी द्वारा इसे इसके आधुनिक रूप में संशोधित किया गया था। विमान की एयरस्पीड निर्धारित करने; नावों की पानी की गति; और उद्योग में तरल पदार्थ, वायु और गैसों का प्रवाह वेग मापन के लिए इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

संचालन का सिद्धांत

मूल पीटो नलिका में एक नलिका होती है जो सीधे द्रव प्रवाह में इंगित करती है। चूंकि इस नलिका में तरल पदार्थ होता है, इसलिए इसका दबाव मापा जा सकता है; गतिमान द्रव को विराम (गतिरुद्ध) अवस्था में लाया जाता है क्योंकि प्रवाह को जारी रखने की अनुमति देने के लिए कोई आउटलेट नहीं है। यह दाब द्रव का विराम दाब अथवा गतिरुद्ध दाब है, जिसे कुल दाब या (विशेष रूप से विमानन में) पीटो दाब के रूप में भी जाना जाता है।

विराम दाब के मापन को प्रवाह वेग (विमानन में वायुगति) निर्धारित करने के लिए काम में नहीं किया जा सकता है। हालाँकि बर्नूली समीकरण के अनुसार:

विराम दाब = स्थैतिक दाब + गतिक दाब

जिसे चर रूप में लिखने पर

$p_t=p_s+\left(\frac{\rho u^2}{2}\right)$

इसे प्रवाह वेग के लिए इसे हल करने पर

$u=\sqrt{\frac{2(p_t-p_s)}{\rho }}$

जहाँ

• $u$ प्रवाह वेग है;
• $p_t$ विराम या पूर्ण दाब है;
• $p_s$ स्थैतिक दाब है;
• और $\rho$ द्रव घनत्व है।

ध्यान दें: उपरोक्त समीकरण केवल उन तरल पदार्थों पर लागू होती है जिन्हें असम्पीडित माना जा सकता है। लगभग सभी परिस्थितियों में तरल पदार्थों को असम्पीड्य माना जाता है। कुछ परिस्थितियों में गैसों को असम्पीडित माना जा सकता है। इसके लिए संपीडनशीलता देखें।

गतिक दाब, विराम दाब और स्थैतिक दाब का अन्तर होता है। गतिक दाबा संलग्न कंटेनर के अंदर एक डायाफ्राम का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है। यदि डायाफ्राम के एक तरफ हवा स्थिर दबाव पर है, और दूसरा ठहराव दबाव पर है, तो डायाफ्राम का विक्षेपण गतिशील दबाव के समानुपाती होता है।

विमान में, स्थैतिक दाब को आमतौर पर विमानकबंध के किनारे स्थिर स्टैटिक पोर्ट का उपयोग करके मापा जाता है। मापा गया गतिक दाब विमान के संकेतित एयरस्पीड को निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। ऊपर वर्णित डायाफ्राम व्यवस्था आमतौर पर एयरस्पीड इंडिकेटर के भीतर निहित होती है, जो यांत्रिक लीवर के माध्यम से गतिशील दबाव को एयरस्पीड रीडिंग में परिवर्तित करती है।

अलग-अलग पीटो और स्टैटिक पोर्ट के बजाय, एक पिटोट-स्टैटिक नलिका (जिसे प्रांटल नलिका भी कहा जाता है) को नियोजित किया जा सकता है, जिसमें स्थैथिक दाब को मापने के लिए, सीधे वायु प्रवाह के बाहर, किनारों पर छेद के साथ पीटो नलिका के साथ समाक्षीय एक दूसरी नलिका होती है।

यदि दाब अंतर को मापने के लिए तरल स्तंभ मैनोमीटर का उपयोग किया जाता है $\mathrm{\Delta }p\equiv p_t-p_s$ ,

$\mathrm{\Delta }h=\frac{\mathrm{\Delta }p}{{\rho }_{l}g}$

जहाँ

• $\mathrm{\Delta }h$ स्तंभों की ऊंचाई का अंतर है;
• ${\rho }_l$ मैनोमीटर में तरल का घनत्व है;
• g गुरुत्वाकर्षण के कारण मानक त्वरण है।

इसलिए,

$u=\sqrt{\frac{2\mathrm{\Delta }h{\rho }_{l}g}{\rho }}$

विमान और दुर्घटनाएँ

पीटो-स्टैटिक सिस्टम दाब-संवेदनशील उपकरणों की एक प्रणाली है जिसका उपयोग अक्सर विमानन में विमान की एयरस्पीड, मैक संख्या, ऊंचाई और ऊंचाई की प्रवृत्ति को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। पीटो-स्थैतिक प्रणाली में आम तौर पर एक पीटो नलिका स्टैटिक पोर्ट और पीटो-स्थैतिक उपकरण होते हैं। पीटो-स्टैटिक सिस्टम रीडिंग में त्रुटियां बेहद खतरनाक हो सकती हैं क्योंकि पीटो स्टैटिक सिस्टम से प्राप्त जानकारी क्योंकि एयरस्पीड जैसी राशियाँ सुरक्षा निर्धारण में उपयुक्त होती है।

कई वाणिज्यिक एयरलाइन घटनाओं और दुर्घटनाओं का कारण पीटो-स्टैटिक सिस्टम की विफलता का पता लगाया गया है। उदाहरणों में ऑस्ट्रल लाइनस एरेस फ्लाइट 2553, नॉर्थवेस्ट एयरलाइंस फ्लाइट 6231, बिरजेनएयर फ्लाइट 301 और दो एक्स-31 में से आदि शामिल हैं। फ्रांसीसी वायु सुरक्षा प्राधिकरण बीईए के अनुसार एयर फ्रांस फ्लाइट 447 के अटलांटिक महासागर में दुर्घटनाग्रस्त होने में पिटोट ट्यूब आइसिंग एक महत्वपूर्ण कारक था। सन् 2008 में एयर कैराइब्स ने अपने ए330एस पर पीटो नलिका आइसिंग की खराबी की दो घटनाओं की सूचना दी।

बिरगेनएयर फ्लाइट 301 में एक पीटो नलिका विफलता थी, जिसमें जांचकर्ताओं ने पाया कि पीटो नलिका के अन्दर कुछ किटों ने घोंसला बनाया था; मुख्य संदिग्ध काले और पीले रंग की मिट्टी का डबर ततैया है।

एरोपेरू फ्लाइट 603 में एक पीटो-स्टैटिक सिस्टम विफलता थी क्योंकि सफाई दल ने स्टैटिक पोर्ट को टेप से अवरुद्ध कर दिया था।

उद्योग अनुप्रयोग

एफ/ए-18 से पीटो नलिका

माउंट वाशिंगटन वेधशाला में मौसम उपकरण। पीटो नलिका स्टैटिक एनीमोमीटर दाईं ओर है।

उद्योग में, मापा जा रहा प्रवाह वेग अक्सर नलिकाओं और टयूबिंग में बहने वाले होते हैं जहां एनीमोमीटर द्वारा माप प्राप्त करना मुश्किल होगा। इस प्रकार के मापों में, उपयोग करने के लिए सबसे व्यावहारिक उपकरण पीटो नलिका है। डक्टेड विंड टनल के अंदर प्रवाह वेग का निर्धारण करने के लिए यू-ट्यूब वॉटर गेज या कुछ अन्य अंतर दाब गेज से जुड़े पीटो के साथ डक्ट ट्यूब को डक्ट में एक छोटे से छेद के माध्यम से डाला जा सकता है। इस तकनीक का एक उपयोग हवा की मात्रा निर्धारित करना है जिसे एक वातानुकूलित स्थान पर पहुंचाया जा रहा है।

फिर किसी वाहिनी में द्रव प्रवाह दर का अनुमान इससे लगाया जा सकता है:

आयतन प्रवाह दर (घन पैर प्रति मिनट)= मुंह पर चिपकाने क्षेत्र (वर्ग पैर) × प्रवाह वेग (पैर प्रति मिनट)

आयतन प्रवाह दर (घन मीटर की दूरी पर प्रति दूसरा)= मुंह पर चिपकाने क्षेत्र (वर्ग मीटर) × प्रवाह वेग (मीटर प्रति दूसरा)

विमानन में, हवाई गति को आम तौर पर समुद्री मील में मापा जाता है।

तेज़ हवा की गति वाले मौसम केंद्रों में, पिटोट ट्यूब को एक विशेष प्रकार का एनीमोमीटर बनाने के लिए संशोधित किया जाता है जिसे पीटो नलिका स्टेटिक एनीमोमीटर कहा जाता है।