Millä menetelmillä tuulen nopeus ja suunta mitataan?
Tuulen nopeus viittaa etäisyyteen, jonka tuuli virtaa yksikköaikana; tuulen voima tarkoittaa tuulen voimaa, kun se puhaltaa esineeseen. Tuulen nopeudelle ei ole luokkia, mutta tuulivoimalle on luokkia, ja tuulen nopeus on perusta tuulivoimalajien jaottelulle. Yleisesti ottaen mitä suurempi tuulen nopeus ja korkeampi tuulen taso, sitä suurempi on tuulen tuhovoima.
1. Miksi tuulen nopeuden ja voimakkuuden mittaamista pitäisi painottaa?
Tuulen voima ja nopeus ovat tärkeitä mittareita meteorologisessa tutkimuksessa, ja ne ovat myös avaintekijöitä, joihin ihmiset kiinnittävät huomiota. Sillä ei ole vain suuri vaikutus ihmisten päivittäiseen toimintaan, vaan sillä on suuri merkitys meteorologisessa tutkimuksessa, navigoinnissa ja muussa työssä, joten tuulen nopeuden ja suunnan ennakkomittaus edistää erilaisten toimintojen sujuvaa kehittymistä.
2. Millä menetelmillä tuulen nopeus ja suunta mitataan?
Mittausperiaatteen mukaisesti otamme käyttöön seuraavat menetelmätyypit: perinteinen mittaus, mekaaninen menetelmä, ultraäänimenetelmä ja kalorimetrinen menetelmä.
perinteinen mittaus
1. Tuulen suunnan mittaus: käytä tuuliviiriä
Tuulen suunnassa olevan nuolen suunta osoittaa, mihin suuntaan tuuli sillä hetkellä puhaltaa. Kun tuuliviiren ja ilmavirran suunnan välillä on tietty kulma, ilmavirtaus synnyttää painetta tuuliviiren pyrstössä. Sen koko on verrannollinen tuuliviiren geometrisen muodon projektioon ilmavirran suunnan pystytasolla. Tuuliviiren päässä on pieni tuulen puoleinen alue ja häntäsiivessä suuri tuulenpuoleinen alue. Tämän paine-eron synnyttämä tuulenpaine saa tuuliviiren pyörimään pystyakselin ympäri, kunnes tuuliviiri on kosketuksissa ilmavirran kanssa. rinnakkain. Tuulen suunta on helposti havaittavissa tuuliviiren ja kiinteän pääatsimuutin osoittimen välisestä suhteellisesta sijainnista.
2. Tuulen nopeuden mittaus: käytä tuulimittaria
Tuulentunnistimessa on suorakaiteen muotoinen tuulenpainelevy ja tuulenpainelevyn viereen on asennettu kaaren muotoinen kehys ja rungossa on pitkät ja lyhyet hampaat. Tuulen painelevyn nostamien pitkien ja lyhyiden hampaiden lukumäärä ilmaisee tuulen voiman suuruuden, ja mitä suurempi tuulen voima, sitä korkeampi tuulen nopeustaso.
mekaaninen tuulenmittaus
Mekaaninen tuulenmittaus, kuten tuulimittarin tuulenmittaus, näyttää mekaaniselta kellolta, ja sitä käytetään yleensä tuulen mittaamiseen kuiluissa. Ensin on arvioitava tuulen nopeus, sitten tuulimittarin ja sekuntikellon avulla tuulimittarin ja sekuntikellon osoitin nollataan, ja sitten tuulimittari on suunnattava tuulen virtaan ja olla kohtisuorassa tuulen suuntaan. virtaus. Kun tuulimittari on ollut tyhjäkäynnillä 30 sekuntia, käynnistä mittaus kytkemällä tuulimittarin kytkin ja sekuntikello samanaikaisesti päälle. On huomioitava, että tuulen mittaus samalla osuudella saa olla vähintään 3 kertaa ja tuulenmittauksen tulee sujua tasaisesti tuulen mittausprosessin aikana. Esimerkiksi tuulen nopeus- ja suunta-anturi ottaa käyttöön tyypillisen mekaanisen tuulenmittausmenetelmän, joka hyödyntää paremmin tuulienergiaa ja tukee uuden energian tuulivoiman tuotantoteknologian kehitystä.
Ultraääninopeusmittaus
Ultraäänituulenmittauksen toimintaperiaate on käyttää ultraääniaikaeromenetelmää tuulen nopeuden ja suunnan mittauksen toteuttamiseen. Johtuen äänen etenemisnopeudesta ilmassa, se tulee päällekkäin tuulen suunnassa olevan ilmavirran nopeuden kanssa. Jos ultraääniaalto kulkee samaan suuntaan kuin tuuli, sen nopeus kasvaa; päinvastoin, jos ultraääniaalto kulkee tuulen vastakkaiseen suuntaan, sen nopeus hidastuu. Siksi kiinteissä tunnistusolosuhteissa ilmassa etenevien ultraääniaaltojen nopeus voi vastata tuulen nopeusfunktiota. Tarkka tuulen nopeus ja suunta saadaan laskemalla.
kalorimetrisen periaatteen mittausmenetelmä
Tyypillinen esimerkki kalorimetrisen periaatteen käyttämisestä tuulen nopeuden mittaamiseen on tuulimittari. Sen perusperiaate on asettaa ohut metallilanka nesteeseen ja lämmittää lankaa sähkövirran läpi niin, että sen lämpötila on korkeampi kuin nesteen lämpötila. Siksi langan tuulen nopeutta kutsutaan "Hotlineksi". Kun neste virtaa langan läpi pystysuunnassa, se ottaa pois osan langan lämmöstä ja alentaa langan lämpötilaa. Pakkokonvektio-lämmönvaihdon teorian mukaan kuumalinjan menettävän lämmön Q ja nesteen nopeuden v välillä on suhde. Tuulimittari on laite, joka pystyy mittaamaan alhaisia tuulennopeuksia. Se koostuu kahdesta osasta: hot-ball sauva-sondi ja mittauslaite. Anturin sisällä on lasikupu, jossa on nikromilankakäämi ja kaksi lämpöparia, jotka on kierretty polttimon sisään. Termoparin kylmäliitos on kiinnitetty fosfori-pronssitolppaan, joka on alttiina suoraan ilmavirralle. Kun tietty määrä virtaa kulkee lämmitysrenkaan läpi, lasikupun lämpötila nousee. Nousuaste liittyy tuulen nopeuteen, ja nousuaste on suuri, kun tuulen nopeus on pieni; muuten kasvuaste on pieni. Nousun suuruus näkyy mittarissa termoparin avulla. Tarkista kalibrointikäyrältä sähkömittarin lukeman perusteella tuulen nopeus kulloinkin.
