حاسبة أنبوب بيتو

أنابيب بيتوت هي أجهزة حاسمة في ديناميكا الموائع والطيران، وتستخدم أساسًا لقياس سرعة تدفق الموائع عن طريق تحويل الطاقة الحركية للتدفق إلى طاقة كامنة. يتم تحقيق هذا القياس من خلال قراءات الضغط التفاضلي بين الضغط السكوني والضغط الديناميكي للمائع.

الخلفية التاريخية

سميت أنابيب بيتوت على اسم المهندس الفرنسي هنري بيتوت الذي اخترعها في أوائل القرن الثامن عشر. وقد صُممت في الأصل لقياس سرعة تدفق المياه في الأنهار والقنوات، وقد تطورت تصميماتها وتطبيقاتها بشكل كبير. اليوم، تُستخدم أنابيب بيتوت على نطاق واسع في مجال الطيران لتحديد سرعة الهواء للطائرات، بالإضافة إلى تطبيقات أخرى.

صيغة الحساب

تُحدد سرعة (\(V\)) المائع المتدفق عبر أنبوب بيتوت بالصيغة:

\[ V = \sqrt{\frac{2 \times (p_t - p_s)}{d}} \]

حيث:

• \(V\) هي السرعة بالمتر في الثانية (م/ث)،
• \(p_t\) هو الضغط الكلي بنيوتن لكل متر مربع (ن/م²)،
• \(p_s\) هو الضغط السكوني بنيوتن لكل متر مربع (ن/م²)،
• \(d\) هي كثافة المائع بالكيلوجرام لكل متر مكعب (كجم/م³).

مثال على الحساب

لنعتبر سيناريو حيث يكون الضغط الكلي (\(p_t\)) 50 ن/م²، والضغط السكوني (\(p_s\)) 25 ن/م²، وكثافة الهواء (\(d\)) 1.225 كجم/م³. باستخدام صيغة أنبوب بيتوت:

\[ V = \sqrt{\frac{2 \times (50 - 25)}{1.225}} = \sqrt{\frac{50}{1.225}} \approx 6.388 \text{ م/ث} \]

أهمية وسيناريوهات الاستخدام

تُعد أنابيب بيتوت لا تقدر بثمن لقياس سرعات الموائع في سياقات متنوعة، من الطيران، حيث تساعد في ضمان تشغيل الطائرات بأمان وكفاءة، إلى العمليات الصناعية التي تتضمن أنظمة نقل الموائع والتهوية.

الأسئلة الشائعة

1. كيف تعمل أنابيب بيتوت؟

   • تقيس أنابيب بيتوت سرعة المائع بمقارنة الضغط الكلي بالضغط السكوني. يرتبط الفرق مباشرة بالطاقة الحركية للتدفق، والتي يمكن تحويلها إلى سرعة.

2. هل يمكن لأنابيب بيتوت قياس التدفق في جميع أنواع الموائع؟

   • على الرغم من استخدامها بشكل أساسي في الهواء والماء، إلا أن أنابيب بيتوت يمكنها قياس سرعة تدفق أي مايع، بشرط معرفة كثافة المائع ويتصرف بطريقة متسقة مع افتراضات قياس أنبوب بيتوت.

3. ما مدى دقة قياسات أنابيب بيتوت؟

   • تعتمد الدقة على عدة عوامل، بما في ذلك تصميم الأنبوب، وثبات المائع، ودقة قياس الضغط. يمكن لأنابيب بيتوت أن توفر دقة عالية في الظروف المثلى.

هذه الآلة الحاسبة تبسط عملية تحديد سرعة المائع باستخدام أنبوب بيتوت، مما يجعلها أداة مفيدة للمهنيين والطلاب في المجالات المتعلقة بديناميكا الموائع والطيران.