Jak mierzyć prędkość i kierunek wiatru
Siła wiatru to siła wytwarzana, gdy wiatr wieje na obiekt, podczas gdy prędkość wiatru odnosi się do odległości prądu wiatru w jednostce czasu. Poziom siły wiatru i siła niszcząca są zwykle odwrotnie skorelowane z prędkością wiatru.
1. Dlaczego pomiar prędkości i kierunku wiatru jest tak ważny?
Kierunek i prędkość wiatru to dwa kluczowe wskaźniki badań meteorologicznych. Ludzie przywiązują dużą wagę do prędkości i kierunku wiatru, ponieważ mają one nie tylko znaczący wpływ na życie ludzi, ale także na badania meteorologiczne i inne przedsięwzięcia. Dla płynnego przebiegu różnych zadań korzystne byłoby wcześniejsze zmierzenie kierunku i prędkości wiatru.\
Jakich technik używa się do pomiaru kierunku i prędkości wiatru?
Można go podzielić na pomiar tradycyjny, pomiar mechaniczny, pomiar ultradźwiękowy i pomiar kalorymetryczny w oparciu o różne koncepcje pomiarowe.
standardowy pomiar
1. Aby zmierzyć kierunek wiatru, użyj wiatrowskazu
Strzałka kierunku wiatru pary wiatrowskazów pokazuje kierunek wiejącego wiatru. Przepływ powietrza wywiera określony nacisk na końcówkę łopatki, gdy łopatka i kierunek przepływu powietrza są ustawione pod kątem. Jego wielkość jest proporcjonalna do rzutowania geometrii łopatek na płaszczyznę prostopadłą do kierunku przepływu powietrza. Głowa nawietrznej części łopatki jest mniejsza niż jej ogon. Łopatka będzie obracać się wzdłuż swojej osi pionowej w odpowiedzi na napór wiatru, aż znajdzie się równolegle do strumienia powietrza. Z położenia wiatrowskazu w stosunku do stałego masztu łożyska głównego łatwo określić kierunek wiatru.
2. Aby zmierzyć prędkość wiatru, użyj anemometru.
Anemometr posiada prostokątną tarczę dociskową, a obok tarczy dociskowej znajduje się rama w kształcie łuku z długimi i krótkimi zębami. Siła wiatru jest reprezentowana przez liczbę długich i krótkich zębów uniesionych przez płytę nacisku wiatru. Poziom prędkości wiatru wzrasta wraz z siłą wiatru.
pomiar mechaniczny
Najpopularniejszymi mechanicznymi czujnikami prędkości i kierunku wiatru są czujniki kierunku wiatru typu strzałkowego i trzyczujnikowe czujniki prędkości wiatru. Na przykład część czujnikowa czujnika prędkości wiatru z trzema miseczkami składa się z trzech lub czterech pustych misek stożkowych lub półkulistych. Trójramienny wspornik w kształcie gwiazdy lub wspornik w kształcie krzyża musi być przymocowany do pionowego obracającego się wału, wklęsłe boki pustych kubków muszą być ustawione w tym samym kierunku, a wspornik poprzeczny musi być zamocowany podczas instalacji. Zastosowanie czujników prędkości i kierunku wiatru może pomóc ludziom efektywniej wykorzystywać energię wiatru, co jest korzystne dla rozwoju nowych technologii produkcji energii wiatrowej.
Metoda pomiaru ultradźwiękowego
Ultradźwiękowy czujnik prędkości i kierunku wiatru działa na zasadzie pomiaru prędkości i kierunku wiatru metodą ultradźwiękowej różnicy czasu. ponieważ prędkość powietrza w kierunku wiatru będzie nakładała się na prędkość dźwięku w powietrzu. Prędkość gadżetu wzrośnie, gdy fala ultradźwiękowa porusza się w tym samym kierunku co wiatr, a zmniejszy się, gdy fala ultradźwiękowa porusza się w kierunku przeciwnym do kierunku wiatru. W rezultacie obliczenia można wykorzystać do określenia dokładnej prędkości i kierunku wiatru w identycznych warunkach detekcji.
Kalorymetria
Anemometr jest powszechnym urządzeniem do określania prędkości wiatru za pomocą koncepcji kalorymetrycznej. Jego metoda pomiaru polega na wprowadzeniu cienkiego metalowego drutu do płynu i podgrzaniu go prądem elektrycznym, aż jego temperatura przekroczy temperaturę płynu. Z tego powodu termin „gorące druty” jest używany do opisania anemometrów drutowych. Część ciepła jest usuwana z drutu, a jego temperatura jest obniżana, gdy płyn przechodzi przez drut pionowo. Urządzeniem, które może mierzyć prędkość lekkiego wiatru, jest anemometr. Zimne złącze termopary jest wystawione na przepływ gazu i przymocowane do miedzianego słupka wykonanego z luminoforu. Temperatura szklanej ampułki będzie rosła zawsze, gdy przez pierścień grzewczy przepływa prąd, a szybkość tego wzrostu zależy od prędkości wiatru. Gdy prędkość wiatru jest niska, stopień wzniesienia jest wysoki; w przeciwnym razie wzrost jest minimalny. Termopara na mierniku pokazuje wzrost. Sprawdź krzywą korekcji za pomocą odczytu licznika, aby uzyskać aktualną prędkość wiatru.
