Question 1

كيف يقوم أنبوب بيتو-ستاتيك بقياس سرعة الهواء؟

Accepted Answer

تستخدم أنبوبة بيتوت الاستاتيكية مجموعتين من الفتحات لاستشعار الضغوط بناءً على مبدأ برنولي؛ حيث تتوجه إحدى الفتحات نحو تدفق الهواء لاستشعار ضغط الركود، بينما تقوم فتحات عمودية باستشعار الضغط الاستاتيكي. ومن ثم يُستخدم فرق الضغط بين هذين القياسين لحساب سرعة المائع، مما يتيح تحديد سرعة الهواء بدقة في تطبيقات الطائرات وأنفاق الرياح.

Question 2

ما العلاقة بين الضغط الركودي، والضغط الاستاتيكي، والضغط الديناميكي؟

Accepted Answer

وفقاً لمبدأ برنولي، فإن ضغط الركود يساوي مجموع الضغط الاستاتيكي والضغط الديناميكي. والضغط الاستاتيكي هو الضغط الذي يمارسه المائع في حالة السكون، بينما ينتج الضغط الديناميكي عن سرعة المائع وكثافته. وعندما تزداد سرعة تدفق الهواء، يزداد الضغط الديناميكي وينخفض الضغط الاستاتيكي، مما يحافظ على ثبات إجمالي ضغط الركود.

Question 3

كيف يقيس مانومتر السوائل فرق الضغط في أنبوب بيتوت الاستاتيكي؟

Accepted Answer

يُعد المانومتر المائعي أنبوباً على شكل حرف U يحتوي على سائل يستجيب لفروق الضغط. وعند وجود فرق في الضغط، يتغير ارتفاع سائل المانومتر. ويتم حساب فرق الضغط عن طريق ضرب كثافة السائل في تسارع الجاذبية والفرق في الارتفاع. تتيح هذه القياسات بشكل مباشر حساب سرعة الهواء باستخدام معادلة أنبوب بيتوت الساكن.

Question 4

لماذا تُعد زاوية الهجوم مهمة عند استخدام أنبوب بيتوت الساكن؟

Accepted Answer

تقيس زاوية الهجوم مدى محاذاة أنبوب بيتوت-الاستاتيكي (pitot-static tube) مع اتجاه تدفق الهواء. ويظهر الاختبار عند زوايا مختلفة —من صفر إلى 28 درجة— مدى حساسية الأنبوب لعدم المحاذاة. وتُشير النتائج إلى أن النسب المئوية للفروق ظلت دون 4% عبر الزوايا المقاسة، مما يثبت أن أنبوب بيتوت-الاستاتيكي غير حساس بشكل عام لعدم المحاذاة المتوسطة في اتجاه التدفق.

Question 5

ما هي المعدات اللازمة لإجراء تجربة قياس سرعة الهواء باستخدام أنبوب بيتو-استاتيكي؟

Accepted Answer

يلزم وجود نفق هوائي بمقطع اختبار تبلغ أبعاده 1 قدم × 1 قدم، وبسرعة هواء قصوى تصل إلى 140 ميلاً في الساعة. وتشمل المعدات الإضافية أنبوب بيتوت-ستاتيك (Pitot-static tube)، ومانومتراً مائعاً مملوءاً بزيت ملون ومدرجاً بوحدات البوصة المائية، وأنابيب مرنة لتوصيل المكونات، ومقياس ميل محمول باليد لقياس زاوية الهجوم أثناء الاختبار.

Question 6

ما مدى دقة قياسات أنبوب بيتوت-الاستاتيكي في نفق هوائي؟

Accepted Answer

تُظهر قياسات أنبوب بيتوت-الاستاتيكي (Pitot-static tube) دقة عالية، حيث تظل النسب المئوية للأخطاء صغيرة جداً عبر سرعات رياح تتراوح من 50 إلى 130 ميلاً في الساعة. وتنشأ هذه الأخطاء من إعدادات الهواء في نفق الرياح، ودقة قراءة المانومتر، ومعايرة الجهاز. وتؤكد معدلات الخطأ المنخفضة والمتسقة أن أنبوب بيتوت-الاستاتيكي يمثل طريقة موثوقة لقياس سرعة الهواء في البيئات الديناميكية الهوائية المحكومة.

Question 7

ما الفرق بين الضغط الاستاتيكي وضغط الركود؟

Accepted Answer

الضغط الاستاتيكي هو الضغط الذي يمارسه مائع متحرك على محيطه. أما ضغط الركود، والذي يُسمى أيضاً الضغط الكلي، فيحدث عندما تكون سرعة المائع صفراً، وهو يمثل حالة الضغط القصوى. ومع زيادة سرعة المائع، ينخفض الضغط الاستاتيكي بينما يظل ضغط الركود ثابتاً، ويحدد الفرق بينهما مكون الضغط الديناميكي.

أنبوب بيتوت ثابت: جهاز لقياس سرعة تدفق الهواء - اختبار تقييم