Які існують методи вимірювання швидкості та напрямку вітру?
Швидкість вітру означає відстань, яку проходить вітер за одиницю часу; сила вітру означає силу вітру, коли він дме на об’єкт. Немає оцінок за швидкістю вітру, але є оцінки за потужністю вітру, і швидкість вітру є основою для поділу оцінок потужності вітру. Взагалі кажучи, чим більша швидкість вітру і чим вищий рівень вітру, тим більша руйнівна сила вітру.
1. Чому ми повинні наголосити на вимірюванні швидкості та сили вітру?
Сила та швидкість вітру є важливими показниками в метеорологічних дослідженнях, а також ключовими елементами, на які люди звертають увагу. Це не тільки має великий вплив на повсякденну діяльність людей, але також має велике значення для метеорологічних досліджень, навігації та іншої роботи, тому вимірювання швидкості та напрямку вітру заздалегідь сприяє плавному розвитку різних видів діяльності.
2. Які існують методи вимірювання швидкості та напрямку вітру?
Відповідно до принципу вимірювання ми введемо такі види методів: традиційне вимірювання, механічний метод, ультразвуковий метод і калориметричний метод.
традиційне вимірювання
1. Вимірювання напрямку вітру: використовуйте флюгер
Напрямок стрілки напрямку вітру на флюгері вказує напрямок вітру в цей час. Коли існує певний кут між флюгером і напрямком потоку повітря, потік повітря створює тиск на хвіст флюгера. Його розмір пропорційний проекції геометричної форми флюгера на вертикальну площину напрямку повітряного потоку. Голова флюгера має невелику навітряну площу, а хвостове крило — велику навітряну площу. Тиск вітру, створюваний цією різницею тиску, змушує флюгер обертатися навколо вертикальної осі, доки флюгер не стикається з потоком повітря. паралельний. Напрямок вітру можна легко спостерігати за взаємним положенням між флюгером і фіксованим головним покажчиком азимута.
2. Вимірювання швидкості вітру: за допомогою анемометра
На детекторі вітру є прямокутна вітрова натискна пластина, а дугоподібна рама встановлена поруч із вітровою натискною пластиною, а на рамі є довгі та короткі зубці. Кількість довгих і коротких зубів, піднятих пластиною тиску вітру, вказує на величину сили вітру, і чим більша сила вітру, тим вищий рівень швидкості вітру.
механічне вимірювання вітру
Механічне вимірювання вітру, таке як вітромір, виглядає як механічний годинник і зазвичай використовується для вимірювання вітру в шахтах. Необхідно спочатку оцінити швидкість вітру, потім за допомогою вітроміра та секундоміра скинути стрілку вітроміра та секундоміра на нуль, а потім поставити вітромір обличчям до потоку вітру та перпендикулярно до напрямку вітру. потік. Після того, як вітромір простоює протягом 30 секунд, увімкніть перемикач вітроміра та секундомір одночасно, щоб почати вимірювання. Слід зазначити, що вимірювання вітру на одній і тій самій ділянці повинно проводитися не менше ніж 3 рази, і вимірювання вітру має проходити плавно протягом процесу вимірювання вітру. Наприклад, датчик швидкості та напрямку вітру використовує типовий механічний метод вимірювання вітру, який дозволяє краще використовувати енергію вітру та підтримує розробку нової технології виробництва енергії вітру.
Ультразвукова велосиметрія
Принцип роботи ультразвукового вимірювання вітру полягає у використанні методу ультразвукової різниці в часі для здійснення вимірювання швидкості та напрямку вітру. Завдяки швидкості поширення звуку в повітрі він буде накладатися на швидкість повітряного потоку в напрямку вітру. Якщо ультразвукова хвиля поширюється в тому ж напрямку, що й вітер, її швидкість збільшиться; навпаки, якщо ультразвукова хвиля поширюється в протилежному напрямку вітру, її швидкість сповільниться. Тому за фіксованих умов виявлення швидкість ультразвукових хвиль, що поширюються в повітрі, може відповідати функції швидкості вітру. Точну швидкість і напрям вітру можна отримати за допомогою розрахунку.
калориметричний принцип методу вимірювання
Типовим прикладом використання калориметричного принципу вимірювання швидкості вітру є анемометр. Його основний принцип полягає в тому, щоб помістити в рідину тонкий металевий дріт і нагріти дріт електричним струмом, щоб зробити його температуру вищою за температуру рідини. Тому швидкість вітру дроту називають «гарячою лінією». Коли рідина тече через дріт у вертикальному напрямку, вона забирає частину тепла дроту та знижує температуру дроту. Відповідно до теорії теплообміну з вимушеною конвекцією існує залежність між теплом Q, що втрачається гарячою лінією, і швидкістю v рідини. Анемометр - це прилад, здатний вимірювати низьку швидкість вітру. Він складається з двох частин: зонда з гарячою кулькою та вимірювального приладу. Зонд має скляну колбу з котушкою з ніхромового дроту та двома термопарами, намотаними всередині колби. Холодний спай термопари прикріплений до опори з фосфорної бронзи, яка піддається безпосередньому впливу потоку повітря. Коли через нагрівальне кільце проходить певна сила струму, температура скляної колби підвищується. Ступінь збільшення пов'язаний зі швидкістю вітру, і ступінь збільшення є великим, коли швидкість вітру мала; в іншому випадку ступінь збільшення невелика. Величина підйому вказується на лічильнику за допомогою термопари. За показаннями електролічильника перевірте калібрувальну криву, щоб дізнатися швидкість вітру в той час.
