Kuinka mitata tuulen nopeus ja suunta
Tuulen voima on voima, joka syntyy, kun tuuli puhaltaa kohteeseen, kun taas tuulen nopeus viittaa tuulen virran etäisyyteen aikayksikköä kohti. Tuulen voiman ja tuhovoiman taso korreloi tyypillisesti käänteisesti tuulen nopeuden kanssa.
1. Miksi tuulen nopeuden ja suunnan mittaus on niin tärkeää?
Tuulen suunta ja nopeus ovat kaksi keskeistä meteorologisen tutkimuksen merkkiä. Ihmiset kiinnittävät paljon huomiota tuulen nopeuteen ja suuntaan, sillä niillä ei ole merkittävää vaikutusta vain ihmisten elämään, vaan myös meteorologiseen tutkimukseen ja muuhun toimintaan. Eri tehtävien sujuvan etenemisen vuoksi tuulen suunta ja nopeus olisi hyvä mitata etukäteen.\
Mitä tekniikoita käytetään tuulen suunnan ja nopeuden mittaamiseen?
Se voidaan jakaa perinteiseen mittaukseen, mekaaniseen mittaukseen, ultraäänimittaukseen ja kalorimetriseen mittaukseen perustuen erilaisiin mittauskonsepteihin.
vakiomittaus
1. Mittaa tuulen suunta käyttämällä tuuliviiriä
Tuuliviipaparin tuulen suunnan nuoli näyttää tavan, jolla tuuli tällä hetkellä puhaltaa. Ilmavirta asettaa tietyn määrän painetta siiven pyrstölle aina, kun siipi ja ilmavirran suunta ovat kulmassa. Sen koko on verrannollinen siihen, kuinka siiven geometria projisoidaan tasolle, joka on kohtisuorassa ilmavirran suuntaa vastaan. Siiven tuulenpuoleisen alueen pää on pienempi kuin sen häntä. Siipi pyörii pystyakseliaan pitkin tuulenpaineen vaikutuksesta, kunnes se on yhdensuuntainen ilmavirran kanssa. Tuulen suunnan määrittäminen on helppoa tuuliviiren sijainnista suhteessa kiinteään päälaakerimastoon.
2. Mittaa tuulen nopeus tuulimittarilla.
Tuulenpainemittarissa on suorakulmainen tuulenpainelevy ja tuulenpainelevyn vieressä on kaaren muotoinen runko, jossa on pitkät ja lyhyet hampaat. Tuulen voimaa edustaa tuulenpainelevyn nostamien pitkien ja lyhyiden hampaiden lukumäärä. Tuulen nopeus kasvaa tuulen voimakkuuden myötä.
mekaaninen mittaus
Nuolityyppiset tuulensuunta-anturit ja kolmen kupin tuulennopeusanturit ovat suosituimpia mekaanisia tuulen nopeus- ja suuntaantureita. Esimerkiksi kolmen kupin tuulennopeusanturin anturiosa koostuu kolmesta tai neljästä tyhjästä kartiomaisesta tai puolipallon muotoisesta kupista. Kolmisakarainen tähtikannatin tai ristin muotoinen kannake on kiinnitettävä pystysuoraan pyörivään akseliin, tyhjien kuppien koverat sivut on järjestettävä samaan suuntaan ja poikkivarsikannatin on kiinnitettävä asennuksen aikana. Tuulen nopeus- ja suunta-anturien käyttö voi auttaa ihmisiä käyttämään tuulienergiaa tehokkaammin, mikä on edullista uuden tuulivoiman tuotantoteknologian kehittymiselle.
Ultraäänimittausmenetelmä
Ultraäänituulen nopeus- ja suunta-anturi toimii tuulen nopeuden ja suunnan mittauksen perusteella ultraääniaikaeromenetelmällä. koska ilman nopeus tuulen suunnassa tulee päällekkäin ilmassa olevan äänen nopeuden kanssa. Laitteen nopeus nousee, kun ultraääniaalto liikkuu samaan suuntaan kuin tuuli, kun taas se pienenee, kun ultraääniaalto liikkuu tuulesta vastakkaiseen suuntaan. Tuloksena laskelmien avulla voidaan määrittää tarkka tuulen nopeus ja suunta samanlaisissa tunnistusolosuhteissa.
Kalorimetria
Anemometri on yleinen laite tuulen nopeuden määrittämiseen kalorimetrisen käsitteen avulla. Sen mittausmenetelmä on laittaa ohut metallilanka nesteeseen ja kuumentaa sitä sähkövirralla, kunnes sen lämpötila ylittää nesteen lämpötilan. Tämän vuoksi termiä "kuumalangat" käytetään kuvaamaan lanka-anemometrejä. Osa lämmöstä poistetaan viirasta ja sen lämpötila laskee, kun neste kulkee langan läpi pystysuorassa. Kevyitä tuulen nopeuksia mittaava laite on tuulimittari. Termoparin kylmäliitos on alttiina kaasuvirralle ja kiinnitetty fosforista valmistettuun kuparipylvääseen. Lasipallon lämpötila nousee aina kun virta kulkee lämmitysrenkaan läpi, ja nousunopeus riippuu tuulen nopeudesta. Kun tuulen nopeus on alhainen, nousuaste on korkea; Muuten kasvu on minimaalista. Mittarissa oleva termopari näyttää nousun. Tarkista korjauskäyrä mittarin lukeman avulla saadaksesi nykyisen tuulen nopeuden.
