Niekoľko metód merania rýchlosti a smeru vetra
Rýchlosť vetra sa vzťahuje na vzdialenosť, ktorú vietor preteká za jednotku času; sila vetra sa vzťahuje na silu vetra, keď fúka na objekt. Neexistujú žiadne stupne pre rýchlosť vetra, ale existujú stupne pre veternú energiu a rýchlosť vetra je základom pre rozdelenie stupňov veternej energie. Vo všeobecnosti platí, že čím väčšia je rýchlosť vetra a vyššia úroveň vetra, tým väčšia je ničivá sila vetra.
1. Prečo by sme mali klásť dôraz na meranie rýchlosti a sily vetra?
Sila vetra a rýchlosť vetra sú dôležité ukazovatele v meteorologickom výskume a sú to aj kľúčové prvky, ktorým ľudia venujú pozornosť. Má nielen veľký vplyv na každodenné aktivity ľudí, ale má aj veľký význam pre meteorologický výskum, navigáciu a iné práce, takže meranie rýchlosti a smeru vetra vopred prispieva k plynulému rozvoju rôznych činností.
2. Aké sú metódy merania rýchlosti a smeru vetra?
Podľa princípu merania predstavíme tieto typy metód: tradičné meranie, mechanická metóda, ultrazvuková metóda a kalorimetrická metóda.
tradičné meranie
1. Meranie smeru vetra: použite veternú lopatku
Smer šípky smeru vetra na veternej lopatke označuje, ktorým smerom vietor v tom čase fúka. Keď je medzi veternou lopatkou a smerom prúdenia vzduchu určitý uhol, prúdenie vzduchu vytvorí tlak na chvost veternej lopatky. Jeho veľkosť je úmerná priemetu geometrického tvaru veternej lopatky na vertikálnu rovinu smeru prúdenia vzduchu. Hlava veternej lopatky má malú náveternú plochu a chvostové krídlo má veľkú náveternú plochu. Tlak vetra generovaný týmto rozdielom tlaku spôsobuje, že sa veterná lopatka otáča okolo zvislej osi, kým sa veterná lopatka nedostane do kontaktu s prúdom vzduchu. paralelný. Smer vetra sa dá ľahko pozorovať z relatívnej polohy medzi veternou lopatkou a pevným hlavným pólom indikujúcim azimut.
2. Meranie rýchlosti vetra: použite anemometer
Na detektore vetra je obdĺžniková doska tlaku vetra a vedľa dosky tlaku vetra je nainštalovaný oblúkový rám a na ráme sú dlhé a krátke zuby. Počet dlhých a krátkych zubov zdvihnutých tlakovou doskou vetra udáva veľkosť sily vetra a čím väčšia je sila vetra, tým vyššia je úroveň rýchlosti vetra.
mechanické meranie vetra
Mechanické meranie vetra, ako napríklad meranie vetra na meračoch vetra, vyzerá ako mechanické hodinky a vo všeobecnosti sa používa na meranie vetra v šachtách. Najprv je potrebné odhadnúť rýchlosť vetra, potom pomocou vetromera a stopiek vynulovať ukazovateľ vetromera a stopky a potom nastaviť vetromer tak, aby bol otočený k prúdeniu vetra a bol kolmý na smer vetra. tok. Po 30 sekundách nečinnosti veterného merača zapnite súčasne vypínač vetromera a stopiek, čím spustíte meranie. Je potrebné poznamenať, že meranie vetra na rovnakom úseku nesmie byť menšie ako 3-krát a meranie vetra počas procesu merania vetra prebieha hladko. Napríklad snímač rýchlosti a smeru vetra využíva typickú mechanickú metódu merania vetra, ktorá lepšie využíva veternú energiu a podporuje vývoj novej technológie výroby energie z vetra.
Ultrazvuková velocimetria
Princíp fungovania ultrazvukového merania vetra je použiť metódu ultrazvukového časového rozdielu na realizáciu merania rýchlosti a smeru vetra. V dôsledku rýchlosti šírenia zvuku vo vzduchu sa bude prekrývať s rýchlosťou prúdenia vzduchu v smere vetra. Ak sa ultrazvuková vlna pohybuje rovnakým smerom ako vietor, jej rýchlosť sa zvýši; naopak, ak sa ultrazvuková vlna šíri v opačnom smere ako vietor, jej rýchlosť sa spomalí. Preto pri pevných podmienkach detekcie môže rýchlosť ultrazvukových vĺn šíriacich sa vo vzduchu zodpovedať funkcii rýchlosti vetra. Presnú rýchlosť a smer vetra je možné získať výpočtom.
metóda merania na kalorimetrickom princípe
Typickým príkladom využitia kalorimetrického princípu na meranie rýchlosti vetra je anemometer. Jeho základným princípom je umiestniť tenký kovový drôt do tekutiny a zahrievať drôt elektrickým prúdom, aby bola jeho teplota vyššia ako teplota tekutiny. Preto sa rýchlosť vetra drôtu označuje ako „horúca linka“. Keď tekutina preteká drôtom vo vertikálnom smere, odoberie časť tepla drôtu a zníži teplotu drôtu. Podľa teórie tepelnej výmeny nútenou konvekciou existuje vzťah medzi teplom Q strateným horúcim vedením a rýchlosťou v tekutiny. Anemometer je prístroj schopný merať nízke rýchlosti vetra. Skladá sa z dvoch častí: tyčová sonda a merací prístroj. Sonda má sklenenú žiarovku s nichrómovou drôtenou cievkou a dva termočlánky navinuté vo vnútri žiarovky. Studený spoj termočlánku je pripevnený k fosforovo-bronzovému stĺpiku vystavenému priamo prúdu vzduchu. Pri prechode určitého množstva prúdu vykurovacím prstencom sa teplota sklenenej banky zvýši. Stupeň zvýšenia súvisí s rýchlosťou vetra a stupeň zvýšenia je veľký, keď je rýchlosť vetra malá; inak je stupeň zvýšenia malý. Veľkosť stúpania je indikovaná na merači pomocou termočlánku. Podľa stavu elektromera skontrolujte kalibračnú krivku, aby ste zistili rýchlosť vetra v tom čase.
