Rüzgar Hızını ve Yönünü Ölçmenin Çeşitli Yöntemleri
Rüzgar hızı, rüzgarın birim zamanda aktığı mesafeyi ifade eder; rüzgar kuvveti, nesneye estiğinde rüzgarın kuvvetini ifade eder. Rüzgar hızı için dereceler yoktur, ancak rüzgar gücü için dereceler vardır ve rüzgar hızı, rüzgar gücü derecelerinin bölünmesi için temel oluşturur. Genel olarak konuşursak, rüzgar hızı ne kadar yüksek ve rüzgar seviyesi ne kadar yüksekse, rüzgarın yıkıcı gücü de o kadar fazladır.
1. Rüzgar hızı ve rüzgar kuvveti ölçümünü neden vurgulamalıyız?
Rüzgar kuvveti ve rüzgar hızı, meteorolojik araştırmalarda önemli indekslerdir ve aynı zamanda insanların dikkat ettiği temel unsurlardır. Sadece insanların günlük faaliyetleri üzerinde büyük bir etkiye sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda meteorolojik araştırmalar, navigasyon ve diğer işler için de büyük öneme sahiptir, bu nedenle rüzgar hızını ve yönünü önceden ölçmek, çeşitli faaliyetlerin sorunsuz bir şekilde gelişmesine yardımcı olur.
2. Rüzgar hızını ve rüzgar yönünü ölçme yöntemleri nelerdir?
Ölçüm ilkesine göre, aşağıdaki yöntem türlerini tanıtacağız: geleneksel ölçüm, mekanik yöntem, ultrasonik yöntem ve kalorimetrik yöntem.
geleneksel ölçüm
1. Rüzgar yönü ölçümü: rüzgar gülü kullanın
Rüzgar gülü üzerindeki rüzgar yönü okunun yönü, rüzgarın o anda hangi yönde estiğini gösterir. Rüzgar gülü ile hava akışının yönü arasında belirli bir açı olduğunda, hava akışı rüzgar gülünün kuyruğunda bir basınç oluşturacaktır. Boyutu, rüzgar gülünün geometrik şeklinin hava akış yönünün dikey düzlemindeki izdüşümü ile orantılıdır. Rüzgar gülü kafasının rüzgara karşı küçük bir alanı vardır ve kuyruk kanadının rüzgara karşı geniş bir alanı vardır. Bu basınç farkı tarafından üretilen rüzgar basıncı, rüzgar gülü hava akımı ile temas edene kadar rüzgar gülünün dikey eksen etrafında dönmesini sağlar. paralel. Rüzgar yönü, rüzgar gülü ile sabit ana azimut gösterge direği arasındaki ilgili konumdan kolaylıkla gözlemlenebilir.
2. Rüzgar hızı ölçümü: bir anemometre kullanın
Rüzgar dedektörü üzerinde dikdörtgen bir rüzgar baskı plakası vardır ve rüzgar baskı plakasının yanına yay şeklinde bir çerçeve monte edilmiştir ve çerçeve üzerinde uzun ve kısa dişler bulunmaktadır. Rüzgar baskı plakası tarafından kaldırılan uzun ve kısa dişlerin sayısı, rüzgar kuvvetinin büyüklüğünü gösterir ve rüzgar kuvveti ne kadar büyük olursa, rüzgar hızı seviyesi o kadar yüksek olur.
mekanik rüzgar ölçümü
Rüzgar ölçer rüzgar ölçümü gibi mekanik rüzgar ölçümü, mekanik bir saate benzer ve genellikle şaftlardaki rüzgarı ölçmek için kullanılır. Önce rüzgar hızını tahmin etmek, ardından rüzgar göstergesini ve kronometreyi kullanarak rüzgar göstergesinin ibresini ve kronometreyi sıfıra sıfırlamak ve ardından rüzgar göstergesini rüzgar akışına bakacak ve rüzgarın yönüne dik olacak şekilde ayarlamak gerekir. akış. Rüzgar göstergesi 30 saniye rölantide kaldıktan sonra, ölçümü başlatmak için rüzgar göstergesinin anahtarını ve kronometreyi aynı anda açın. Aynı bölümde rüzgar ölçümünün 3 kattan az olmamasına ve rüzgar ölçüm işlemi sırasında rüzgar ölçümünün sorunsuz çalışmasına dikkat edilmelidir. Örneğin, rüzgar hızı ve yönü sensörü, rüzgar enerjisinden daha iyi yararlanan ve yeni enerji rüzgar enerjisi üretim teknolojisinin geliştirilmesini destekleyen tipik bir mekanik rüzgar ölçüm yöntemini kullanır.
Ultrasonik Hız Ölçümü
Ultrasonik rüzgar ölçümünün çalışma prensibi, rüzgar hızı ve yönü ölçümünü gerçekleştirmek için ultrasonik zaman farkı yöntemini kullanmaktır. Sesin havadaki yayılma hızı nedeniyle, rüzgar yönündeki hava akış hızı ile üst üste binecektir. Ultrasonik dalga rüzgarla aynı yönde hareket ederse hızı artacaktır; tersine, ultrasonik dalga rüzgarın tersi yönde hareket ederse hızı yavaşlar. Bu nedenle, sabit algılama koşulları altında, havada yayılan ultrasonik dalgaların hızı rüzgar hızı fonksiyonuna karşılık gelebilir. Hesaplama yoluyla doğru rüzgar hızı ve rüzgar yönü elde edilebilir.
kalorimetrik ilke ölçüm yöntemi
Rüzgar hızını ölçmek için kalorimetrik prensibi kullanmanın tipik bir örneği anemometredir. Temel prensibi, akışkanın içine ince bir metal tel yerleştirmek ve teli bir elektrik akımı ile ısıtarak sıcaklığını akışkanın sıcaklığından daha yüksek hale getirmektir. Bu nedenle, telin rüzgar hızı "Acil Hat" olarak anılır. Akışkan telden dikey yönde aktığında, telin ısısının bir kısmını alıp telin sıcaklığını düşürür. Zorlanmış konveksiyon ısı alışverişi teorisine göre, sıcak hattın kaybettiği Q ısısı ile sıvının hızı v arasında bir ilişki vardır. Anemometre, düşük rüzgar hızlarını ölçebilen bir alettir. İki parçadan oluşur: bir sıcak bilyalı çubuk probu ve bir ölçüm aleti. Prob, nikrom tel bobinli bir cam ampule ve ampulün içine sarılmış iki termokupl içerir. Termokuplun soğuk bağlantısı, doğrudan hava akışına maruz kalan bir fosfor-bronz direğe bağlanır. Isıtma halkasından belirli bir miktar akım geçtiğinde, cam ampulün sıcaklığı yükselir. Artış derecesi rüzgar hızıyla ilişkilidir ve rüzgar hızı küçük olduğunda artış derecesi büyüktür; aksi takdirde, artış derecesi küçüktür. Artışın büyüklüğü, bir termokupl aracılığıyla metre üzerinde gösterilir. Elektrik sayacının okumasına göre, o andaki rüzgar hızını öğrenmek için kalibrasyon eğrisini kontrol edin.
