Il flusso del tubo di Pitot viene misurato in base alla pressione dell’aria che vi passa e alla densità dell’aria stabilita dell’atmosfera alla sua particolare altezza e temperatura dell’aria. Queste equazioni sono basate sui principi di Bernoulli a velocità moderate che devono essere al di sotto della gamma supersonica. Anche altri fattori come l’accumulo di ghiaccio o i venti trasversali possono influenzare l’accuratezza del flusso del tubo di Pitot. Sebbene i tubi di Pitot possano teoricamente essere utilizzati per misurare qualsiasi velocità del flusso del fluido, sono spesso incorporati oggi sugli aerei per determinare la velocità dell’aria in volo. Henri Pitot è accreditato con l’invenzione del tubo di Pitot nel 1732 durante lo studio della pressione del flusso del fiume Senna in Francia, e lo scienziato francese Henry Darcy ha modificato il suo design per l’uso aereo a metà del 19° secolo.
Come forma di misurazione della pressione, i tubi di Pitot non misurano la velocità media, ma, invece, un singolo punto di velocità nel flusso. La velocità del flusso del fluido non può essere misurata dal solo flusso del tubo di Pitot sugli aerei, poiché richiedono anche una misurazione della pressione dell’aria statica esterna per i calcoli della velocità. Questi dispositivi, quindi, calcolano la cosiddetta pressione di ristagno, ovvero la pressione esercitata dall’aria quando entra nel tubo di Pitot ed esce attraverso i fori collegati al trasduttore di pressione all’altra estremità. La pressione statica è calcolata da porte statiche generalmente montate sul lato della fusoliera di un aeromobile, mentre il flusso del tubo di Pitot si basa su un tubo di Pitot che è spesso montato su un braccio che si estende dal muso dell’aeromobile.
Con il flusso del tubo di Pitot, la pressione di ristagno viene calcolata sommando la pressione statica atmosferica standard alla pressione dinamica esercitata all’interno del tubo di Pitot. Nella parte posteriore del tubo di Pitot sono presenti un anello di fori e un foro di uscita centrale, entrambi collegati al trasduttore di pressione. Quando l’aria esce da questi fori, le differenze di pressione vengono utilizzate dal trasduttore per calcolare la pressione dinamica dell’aria. L’equazione di Bernoulli afferma che la pressione dell’aria statica più la pressione dell’aria dinamica è uguale alla pressione dell’aria totale, che, in questo caso, è la pressione di ristagno del tubo di Pitot.
Quando si conosce la pressione di ristagno e la densità dell’aria locale, è possibile utilizzare le equazioni di Bernoulli per calcolare la velocità dell’aeromobile attraversato dal flusso del tubo di Pitot. Sebbene ciò sia affidabile in condizioni ideali, le basse velocità dell’aria spesso presentano variazioni di pressione così piccole nel flusso del tubo di Pitot che il trasduttore di pressione può spesso non riuscire a calcolarle accuratamente, con conseguenti letture di velocità errate. Diversi incidenti aerei mortali che hanno coinvolto letture del flusso del tubo di Pitot difettose si sono verificati anche quando erano ghiacciati, alterando il flusso d’aria, quindi i riscaldatori antighiaccio incorporati sono ora incorporati nei tubi di Pitot per prevenire tali tragedie in futuro. Le regolazioni possono essere effettuate anche per condizioni uniche, come la bassa velocità dell’aria o il volo supersonico, in modo che i tubi di Pitot generino letture accurate.