11-09-2025-Mechanical Measurements - Pitot Tube- [EN]-[IT]

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~~~ La versione in italiano inizia subito dopo la versione in inglese ~~~

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ENGLISH

11-09-2025-Mechanical Measurements - Pitot Tube- [EN]-[IT]

With this post, I would like to provide a brief introduction to the topic in question.
(lesson/article code: EX_49)

Image created with artificial intelligence, the software used is Microsoft Copilot

Introduction
In 1732, the French engineer and physicist Henri Pitot invented what is now known as the Pitot tube. The Pitot tube is an instrument used to measure the macroscopic velocity of a fluid. It is still used today in aeronautical, hydraulic, and industrial applications.

Below is a pencil sketch of the Pitot tube.

Image created with artificial intelligence, the software used is Microsoft Copilot

Pitot Tube Operating Principle
The Pitot tube works by applying Bernoulli's principle, which links the static pressure, dynamic pressure, and total pressure of a moving fluid.
This measuring instrument consists of two pressure ports.
Total Port
This port faces the flow and measures the total pressure, which is the static pressure plus the dynamic pressure.
Static Port
This port is positioned in an area where the flow does not directly impact it and measures the static pressure.

The measurements from these taps therefore give us the total pressure, or impact pressure, and the static pressure. Therefore, with these two data points in our possession, we can calculate the dynamic pressure, from which we can then derive the fluid velocity.

Fluid velocity

By collecting the total pressure and static pressure data, using Bernoulli's law, we can calculate the fluid velocity as follows.

Where:
v = fluid velocity, meters per second (m/s)
pt = total pressure, pascals (Pa) = N/m²
ps = static pressure, pascals (Pa) = N/m²
ρ = fluid density, kilograms per cubic meter (kg/m³)
Essentially, the difference between the two pressures is proportional to the square of the macroscopic velocity.

Practical Applications
Aviation
One of the main sensors in avionics systems measures the aircraft's airspeed using the Pitot tube operating principle. The data it provides is essential for both navigation and autopilot use.
Automotive
The Pitot tube operating principle is also used to measure the airflow velocity around the bodywork, more precisely when performing wind tunnel tests.
HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning)
In HVAC systems, an integrated system essential for ensuring thermal comfort and air quality, the Pitot tube principle is used to measure air velocity in ducts. This allows for proper operation of ventilation and air conditioning systems.

Pitot Tube Application Issues

Image created with artificial intelligence, the software used is Napkin.ai

The Pitot tube is simple, but unfortunately, it presents several application issues related to the positioning of the static pressure ports.
Incorrect positioning of the static port
When the static port is too close to the total outlet, it can be affected by flow disturbances caused by the tube itself.
Flow disturbance
The tube itself can alter the fluid flow field.
Calibration required
The Pitot tube must be calibrated under known conditions to obtain a reliable transfer curve.
Sensitivity to Reynolds number
The measurement may be less precise due to the greater influence of viscosity when using flows with a low Reynolds number.
Environmental conditions
In aeronautics, the Pitot tube can be subject to freezing.

Conclusions
The Pitot tube was designed by the French engineer Henri Pitot around 1730 and is an instrument used to measure the velocity of a fluid. It has some construction issues and requires careful design and installation, but its simple construction makes it an indispensable instrument in many practical applications. It is used in aeronautics, industrial engineering, hydraulics, environmental engineering, motorsports, automotive, and research laboratories.

Question
As we mentioned, Pitot invented the tube that bears his name to measure the velocity of moving fluids. Did you know that the initial purpose was to study the velocity of water in the Seine River in Paris? Did you know that his 1732 invention exploits a principle so simple yet ingenious that it is still used in airplanes today to calculate airspeed?

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ITALIAN

11-09-2025-Misure meccaniche - tubo di Pitot- [EN]-[IT]

Con questo post vorrei dare una breve istruzione a riguardo dell’argomento citato in oggetto
(codice lezione/articolo: EX_49)

immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot

Introduzione
Nel 1732 l'ingegnere e fisico francese Henri Pitot inventò quello che oggi è conosciuto come tubo di Pitot. Il tubo di Pitot è uno strumento utilizzato per misurare la velocità macroscopica di un fluido. Esso è usato ancora oggi in ambito aeronautico, idraulico e industriale.
Qui di seguito uno schizzo a matita del tubo di Pitot.

immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Microsoft Copilot

Principio di funzionamento del tubo di Pitot
Il tubo di Pitot funziona applicando il principio di Bernoulli che collega la pressione statica, la pressione dinamica e la pressione totale di un fluido in moto.
Tale strumento di misura è composto da due prese di pressione.
Presa totale
Questa presa è orientata frontalmente rispetto al flusso e misura la pressione totale, che sarebbe la pressione statica più quella dinamica.
Presa statica
Questa presa è posizionata in una zona dove il flusso non impatta direttamente e misura la pressione statica.

Le misure di queste prese ci danno quindi, la pressione totale, o pressione di impatto, e la pressione statica. Quindi, con questi due dati in nostro possesso possiamo calcolare la pressione dinamica dalla quale poi risalire al dato della velocità del fluido.
La velocità del fluido
Raccogliendo i dati della pressione totale e della pressione statica, usando la legge di Bernoulli possiamo calcolare la velocità del fluido nella seguente maniera.

Dove:
v=velocità del fluido, metri al secondo (m/s)
pt=pressione totale, pascal (Pa) = N/m²
ps=pressione statica, pascal (Pa) = N/m²
ρ= densità del fluido, chilogrammi per metro cubo (kg/m³)
Sostanzialmente la differenza tra le due pressioni è proporzionale al quadrato del modulo della velocità macroscopica.

Applicazioni pratiche
Aeronautica
Uno dei sensori principali dei sistemi avionici misura la velocità dell’aereo rispetto all’aria proprio usando il principio di funzionamento del tubo di Pitot. I dati forniti sono essenziali sia per la navigazione che per l’uso del pilota automatico.
Automotive
Il principio di funzionamento del tubo di Pitot è usato anche per misurare la velocità del flusso d’aria attorno alla carrozzeria, più precisamente quando si effettuano i test nella galleria del vento.
HVAC (Heating, Ventilation e Air Conditioning)
Nel sistema HVAC, cioè un sistema integrato essenziale a garantire il comfort termico e la qualità dell’aria, viene usato il principio di funzionamento del tubo di Pitot per misurare la velocità dell’aria nei condotti. In questa maniera si può verificare il corretto funzionamento degli impianti di ventilazione e di climatizzazione.

Problematiche di applicazione del tubo di Pitot

immagine creata con l’intelligenza artificiale, il software usato è Napkin.ai

Il tubo di Pitot è semplice, ma purtroppo ha diverse problematiche di applicazione legate al posizionamento delle prese di pressione statica.
Posizionamento errato della presa statica
Quando la presa statica è troppo vicina alla presa totale può essere influenzata dal disturbo del flusso causato dal tubo stesso.
Perturbazione del flusso
Il tubo stesso può alterare il campo di moto del fluido.
Taratura necessaria
Il tubo di Pitot deve essere tarato in condizioni note per ottenere una curva di trasferimento affidabile
Sensibilità al numero di Reynolds
La misura può essere meno precisa a causa della maggiore influenza della viscosità se siamo in presenza di flussi con basso numero di Reynolds.
Condizioni ambientali
In aeronautica, il tubo di Pitot può essere soggetto a congelamento.

Conclusioni
Il tubo di Pitot fu ideato dall'ingegnere francese Henri Pitot nel 1730 circa ed è uno strumento utilizzato per misurare la velocità di un fluido. Ha alcune problematiche di costruzione, richiede attenzione nella progettazione e installazione, ma la sua semplicità costruttiva lo rende uno strumento insostituibile in tante applicazioni pratiche. Viene usato un aeronautica, ingegneria industriale, idraulica, ingegneria ambientale, motorsport, automotive e laboratori di ricerca.

Domanda
Come abbiamo detto Pitot inventò il tubo che porta il suo nome per misurare la velocità dei fluidi in movimento. Sapevate che lo scopo iniziale era quello di studiare la velocità dell’acqua del fiume Senna a Parigi? Sapevate che la sua invenzione del 1732 sfrutta un principio talmente semplice quanto geniale che tutt'oggi è usato negli aeroplani per calcolare la velocità rispetto all’aria?

THE END