Kokie yra vėjo greičio ir krypties matavimo metodai?
Vėjo greitis reiškia atstumą, kuriuo vėjas prateka per laiko vienetą; vėjo jėga reiškia vėjo jėgą, kai jis pučia objektą. Vėjo greičio klasių nėra, tačiau yra vėjo energijos, o vėjo greitis yra vėjo energijos klasių skirstymo pagrindas. Paprastai tariant, kuo didesnis vėjo greitis ir didesnis vėjo lygis, tuo didesnė vėjo griaunama galia.
1. Kodėl turėtume akcentuoti vėjo greičio ir vėjo jėgos matavimą?
Vėjo jėga ir greitis yra svarbūs meteorologinių tyrimų rodikliai, taip pat pagrindiniai elementai, į kuriuos žmonės atkreipia dėmesį. Tai ne tik turi didelę įtaką kasdieninei žmonių veiklai, bet ir turi didelę reikšmę meteorologiniams tyrimams, navigacijai ir kitiems darbams, todėl iš anksto išmatuojant vėjo greitį ir kryptį, palanku sklandžiai vystytis įvairioms veikloms.
2. Kokie yra vėjo greičio ir krypties matavimo metodai?
Pagal matavimo principą pristatysime šiuos metodų tipus: tradicinį matavimą, mechaninį metodą, ultragarsinį metodą ir kalorimetrinį metodą.
tradicinis matavimas
1. Vėjo krypties matavimas: naudokite vėjarodį
Vėjo krypties rodyklės kryptis ant vėjarodės rodo, kuria kryptimi tuo metu pučia vėjas. Kai tarp vėjarodės ir oro srauto krypties yra tam tikras kampas, oro srautas sukurs slėgį vėjarodės uodegoje. Jo dydis yra proporcingas vėjarodės geometrinės formos projekcijai vertikalioje oro srauto krypties plokštumoje. Vėjo mentės galvutė turi mažą prieš vėją nukreiptą plotą, o uodegos sparnas – didelį prieš vėją. Dėl šio slėgio skirtumo sukuriamas vėjo slėgis vėjarodis sukasi aplink vertikalią ašį, kol vėjarodis susiliečia su oro srautu. lygiagrečiai. Vėjo kryptį galima nesunkiai stebėti iš santykinės padėties tarp vėjarodės ir fiksuoto pagrindinio azimutą rodančio poliaus.
2. Vėjo greičio matavimas: naudokite anemometrą
Ant vėjo detektoriaus yra stačiakampė vėjo slėgio plokštė, o šalia vėjo slėgio plokštės sumontuotas lanko formos rėmas, o ant rėmo yra ilgi ir trumpi dantys. Vėjo slėgio plokštės iškeltų ilgų ir trumpų dantų skaičius rodo vėjo jėgos dydį, o kuo didesnė vėjo jėga, tuo didesnis vėjo greičio lygis.
mechaninis vėjo matavimas
Mechaninis vėjo matavimas, pvz., vėjo matuoklio vėjo matavimas, atrodo kaip mechaninis laikrodis ir paprastai naudojamas matuoti vėją šachtose. Pirmiausia reikia įvertinti vėjo greitį, tada vėjo matuokliu ir chronometru nustatyti vėjo matuoklio ir chronometro rodyklę į nulį, o tada vėjo matuoklį nukreipti į vėjo srautą ir būti statmenai vėjo krypčiai. srautas. Vėjo matuokliui pasileidus tuščiąja eiga 30 sekundžių, vienu metu įjunkite vėjo matuoklio jungiklį ir chronometrą, kad pradėtumėte matavimą. Pažymėtina, kad vėjo matavimas toje pačioje atkarpoje turi būti ne mažesnis kaip 3 kartus, o vėjo matavimo metu vėjo matavimas turi vykti sklandžiai. Pavyzdžiui, vėjo greičio ir krypties jutiklis naudoja tipišką mechaninį vėjo matavimo metodą, kuris geriau panaudoja vėjo energiją ir padeda kurti naują vėjo energijos gamybos technologiją.
Ultragarso greičio matavimas
Ultragarsinio vėjo matavimo veikimo principas yra naudoti ultragarsinį laiko skirtumo metodą, kad būtų galima išmatuoti vėjo greitį ir kryptį. Dėl garso sklidimo greičio ore jis susilygins su oro srauto greičiu vėjo kryptimi. Jeigu ultragarso banga sklinda ta pačia kryptimi kaip ir vėjas, jos greitis padidės; ir atvirkščiai, jei ultragarso banga sklinda priešinga vėjui kryptimi, jos greitis sulėtės. Todėl fiksuotomis aptikimo sąlygomis ore sklindančių ultragarso bangų greitis gali atitikti vėjo greičio funkciją. Tikslų vėjo greitį ir kryptį galima gauti apskaičiavus.
kalorimetrinio principo matavimo metodas
Tipiškas kalorimetrinio principo naudojimo vėjo greičiui matuoti pavyzdys yra anemometras. Pagrindinis jo principas yra į skystį įdėti ploną metalinę vielą ir kaitinti laidą elektros srove, kad jo temperatūra būtų aukštesnė už skysčio temperatūrą. Todėl laido vėjo greitis vadinamas „karštąją linija“. Kai skystis teka per laidą vertikalia kryptimi, jis pašalins dalį laido šilumos ir sumažins laido temperatūrą. Remiantis priverstinės konvekcijos šilumos mainų teorija, yra ryšys tarp karštosios linijos prarastos šilumos Q ir skysčio greičio v. Anemometras yra prietaisas, galintis matuoti mažą vėjo greitį. Jį sudaro dvi dalys: karšto kamuoliuko zondas ir matavimo prietaisas. Zondas turi stiklinę lemputę su nichromo vielos ritė ir dvi termoporas, suvyniotas lemputės viduje. Šalta termoporos jungtis yra pritvirtinta prie fosforo-bronzinio stulpelio, tiesiogiai veikiamo oro srauto. Kai tam tikras srovės kiekis praeina per šildymo žiedą, stiklinės lemputės temperatūra pakyla. Padidėjimo laipsnis yra susijęs su vėjo greičiu, o padidėjimo laipsnis yra didelis, kai vėjo greitis mažas; kitu atveju padidėjimo laipsnis yra mažas. Pakilimo dydis skaitiklyje rodomas termoporos pagalba. Pagal elektros skaitiklio parodymus patikrinkite kalibravimo kreivę, kad sužinotumėte vėjo greitį tuo metu.
