מספר שיטות למדידת מהירות וכיוון הרוח
מהירות הרוח מתייחסת למרחק שהרוח זורמת ביחידת זמן; כוח הרוח מתייחס לכוח הרוח כשהיא נושבת על האובייקט. אין דרגות למהירות הרוח, אבל יש דרגות לכוח הרוח, ומהירות הרוח היא הבסיס לחלוקת דרגות עוצמת הרוח. באופן כללי, ככל שמהירות הרוח גדולה יותר וככל שרמת הרוח גבוהה יותר, כך גדל כוח ההרס של הרוח.
1. מדוע עלינו לשים דגש על מדידת מהירות הרוח ועוצמת הרוח?
כוח הרוח ומהירות הרוח הם מדדים חשובים במחקר המטאורולוגי, והם גם המרכיבים המרכזיים שאנשים שמים לב אליהם. יש לו לא רק השפעה רבה על הפעילות היומיומית של אנשים, אלא גם בעל משמעות רבה למחקר מטאורולוגי, ניווט ועבודות אחרות, ולכן מדידת מהירות וכיוון הרוח מראש תורמת להתפתחות חלקה של פעילויות שונות.
2. מהן השיטות למדידת מהירות הרוח וכיוון הרוח?
על פי עקרון המדידה, נציג את סוגי השיטות הבאים: מדידה מסורתית, שיטה מכנית, שיטה אולטראסונית ושיטה קלומטרית.
מדידה מסורתית
1. מדידת כיוון הרוח: השתמש בשבשבת רוח
כיוון חץ כיוון הרוח על שבשבת הרוח מציין לאיזה כיוון נושבת הרוח באותו זמן. כאשר יש זווית מסוימת בין שבשבת הרוח לכיוון זרימת האוויר, זרימת האוויר תיצור לחץ על זנבו של שבשבת הרוח. גודלו פרופורציונלי להקרנה של הצורה הגיאומטרית של שבשבת הרוח במישור האנכי של כיוון זרימת האוויר. לראש שבשבת הרוח יש שטח קטן לרוח ולכנף הזנב יש שטח גדול לרוח. לחץ הרוח שנוצר מהפרש הלחץ הזה גורם לשבשבת הרוח להסתובב סביב הציר האנכי עד ששבשבת הרוח במגע עם זרימת האוויר. מַקְבִּיל. ניתן לראות בקלות את כיוון הרוח מהמיקום היחסי בין שבשבת הרוח למוט המציין אזימוט הראשי הקבוע.
2. מדידת מהירות רוח: השתמש במד רוח
ישנה לוחית לחץ רוח מלבנית על גלאי הרוח, ולצד לוחית לחץ הרוח מותקנת מסגרת בצורת קשת, וישנן שיניים ארוכות וקצרות על המסגרת. מספר השיניים הארוכות והקצרות המורמות על ידי לוחית לחץ הרוח מעיד על גודל כוח הרוח, וככל שכוח הרוח גדול יותר, כך רמת מהירות הרוח גבוהה יותר.
מדידת רוח מכנית
מדידת רוח מכנית, כמו מדידת רוח מד רוח, נראית כמו שעון מכני, ומשמשת בדרך כלל למדידת הרוח בפירים. יש צורך להעריך תחילה את מהירות הרוח, לאחר מכן השתמש במד הרוח ובשעון העצר כדי לאפס את המצביע של מד הרוח והסטופר לאפס, ולאחר מכן לגרום למד הרוח לפנות לזרימת הרוח ולהיות מאונך לכיוון הרוח זְרִימָה. לאחר שמד הרוח לא פועל במשך 30 שניות, הפעל את המתג של מד הרוח ושעון העצר בו-זמנית כדי להתחיל את המדידה. יצוין כי מדידת הרוח באותו קטע לא תפחת מפי 3, ומדידת הרוח תפעל בצורה חלקה במהלך תהליך מדידת הרוח. לדוגמה, חיישן מהירות הרוח והכיוון מאמץ שיטת מדידת רוח מכנית טיפוסית, המנצלת טוב יותר את אנרגיית הרוח ותומכת בפיתוח טכנולוגיה חדשה לייצור כוח רוח.
Velocimetry אולטרסאונד
עקרון העבודה של מדידת רוח קולית הוא להשתמש בשיטת הפרש זמן קולי כדי לממש את מדידת מהירות וכיוון הרוח. בשל מהירות ההתפשטות של הקול באוויר, הוא ישתלב עם מהירות זרימת האוויר בכיוון הרוח. אם הגל האולטראסוני נוסע באותו כיוון של הרוח, מהירותו תגדל; לעומת זאת, אם הגל האולטראסוני נוסע בכיוון ההפוך לרוח, מהירותו תואט. לכן, בתנאי זיהוי קבועים, המהירות של גלים קוליים המתפשטים באוויר יכולה להתאים לפונקציית מהירות הרוח. ניתן לקבל מהירות רוח מדויקת וכיוון רוח באמצעות חישוב.
שיטת מדידה של עקרון קלורימטרי
דוגמה טיפוסית לשימוש בעקרון הקלורימטרי למדידת מהירות הרוח היא מד הרוח. העיקרון הבסיסי שלו הוא להניח חוט מתכת דק בנוזל, ולחמם את החוט באמצעות זרם חשמלי כדי שהטמפרטורה שלו תהיה גבוהה יותר מטמפרטורת הנוזל. לכן, מהירות הרוח של החוט מכונה "הקו החם". כאשר הנוזל זורם דרך החוט בכיוון האנכי, הוא יוריד חלק מהחום של החוט ויקטין את טמפרטורת החוט. על פי התיאוריה של חילופי חום בהסעה מאולצת, יש קשר בין החום Q שאבד על ידי הקו החם לבין מהירות v של הנוזל. מד הרוח הוא מכשיר המסוגל למדוד מהירויות רוח נמוכות. הוא מורכב משני חלקים: בדיקה של מוט כדור חם ומכשיר מדידה. לבדיקה יש נורת זכוכית עם סליל תיל ניכרום ושני צמדים תרמיים כרוכים בתוך הנורה. הצומת הקר של הצמד התרמי מחובר לעמוד זרחני-ברונזה החשוף ישירות לזרימת האוויר. כאשר כמות מסוימת של זרם עוברת דרך טבעת החימום, הטמפרטורה של נורת הזכוכית עולה. מידת העלייה קשורה למהירות הרוח, ומידת העלייה גדולה כאשר מהירות הרוח קטנה; אחרת, מידת העלייה קטנה. גודל העלייה מצוין על המונה באמצעות צמד תרמי. לפי קריאת המונה החשמלי, בדוק את עקומת הכיול כדי לגלות את מהירות הרוח באותו זמן.
