Kaj lahko uporabite za merjenje vetra? Naprava za merjenje hitrosti vetra
Anemometer je meteorološki instrument, ki meri hitrost zračnih tokov in vetrov. Izumili so ga leta 1667. Sodobni anemometri poleg hitrostnih značilnosti zračnih mas merijo temperaturo zraka.
Razvrstitev anemometrov in načelo njihovega delovanja
Obstaja veliko vrst anemometrov, vendar se za meritve najpogosteje uporabljajo:
- skodelica;
- krilati;
- ultrazvočni.
Skodelični anemometer
Skodelični anemometer ima najpreprostejšo zasnovo: gibljivi element s štirimi rezili. Takoj, ko nanje deluje veter, se začne os vrteti in prenašati podatke na merilno napravo. Beleži število vrtljajev rezil v določenem časovnem obdobju. Ta vrsta vetrometra je idealna za uporabo na odprtih območjih in jo zato cenijo meteorologi.
Krilni anemometer
Krilni anemometer je najpogostejši med instrumenti za merjenje hitrosti zračnih mas. Sestavljen je iz impelerja, ki je zaščiten z obročem in je neposredno ali z gibljivo žico povezan z merilnim instrumentom. Ta oblika omogoča uporabo za beleženje hitrosti zraka na težko dostopnih mestih.
Ultrazvočni anemometer
Ultrazvočni anemometer se manj pogosto uporablja za merjenje hitrosti vetra. Kot že ime pove, meri hitrost zvoka v prostoru, ki se spreminja glede na smer gibanja zračnih mas.
Poleg hitrosti vetra lahko dvokomponentne naprave določijo, kje se veter premika glede na dele sveta. Hitrost zvoka v takšni opremi je odvisna od časa, ki ga ultrazvočni impulzi potrebujejo, da prekrivajo razdaljo od oddajnika do ultrazvočnega mikrofona. Skoraj vsi anemometri se napajajo iz polnilnih baterij ali baterij za ponovno polnjenje.
Področje uporabe anemometrov
Sodobna digitalna oprema je opremljena z zaslonom s tekočimi kristali. Na njem se izpiše rezultat meritve. Izberete lahko, v katerih enotah želite prikazati hitrost vetra, včasih napravo povežete z računalnikom, zbirate podatke s sinhronizacijo anemometra s časom računalnika ali pa zbrane podatke naložite v ločeno datoteko.
Krilni anemometer se uporablja v gradbeništvu za določanje hitrosti gibanja zračnih mas v prezračevanju, ceveh in jaških. Ta naprava se uporablja tudi v kmetijstvu za testiranje klimatskih sistemov. Pravočasna diagnoza hitrosti gibanja zračnih mas bo pomagala preprečiti različne bolezni pri živalih in ustaviti ali preprečiti širjenje okužbe. Večina sodobnih modelov vetrometrov izračuna hitrost vetra, količino zraka in celo vlažnost zraka.
Veter kot naravni pojav je vsem znan že od zgodnjega otroštva. V vročem dnevu razveseljuje s svežim vetričem, vozi ladje po morju in lahko celo upogiba drevesa in lomi strehe na hišah. Glavni značilnosti, ki določata veter, sta njegova hitrost in smer.
Z znanstvenega vidika je veter gibanje zračnih mas v vodoravni ravnini. Do tega gibanja pride, ker obstaja razlika v atmosferskem tlaku in toploti med dvema točkama. Zrak se premika iz območij visokega tlaka v območja, kjer je raven tlaka nižja. Posledično se pojavi veter.
Značilnosti vetra
Za karakterizacijo vetra se uporabljata dva glavna parametra: smer in hitrost (sila). Smer določa stran obzorja, s katere piha. Lahko se navede v točkah, po 16-stopenjski lestvici. V skladu z njim je lahko veter severni, jugovzhodni, severozahodni in tako naprej. lahko merimo tudi v stopinjah glede na poldnevnik. Na tej lestvici je sever definiran kot 0 ali 360 stopinj, vzhod kot 90 stopinj, zahod kot 270 stopinj in jug kot 180 stopinj. Merijo pa se v metrih na sekundo ali v vozlih. Vozel je približno 0,5 kilometra na uro. Moč vetra se meri tudi v točkah, po Beaufortovi lestvici.
Glede na to se določi moč vetra
Ta lestvica je bila uvedena leta 1805. In leta 1963 je Svetovna meteorološka zveza sprejela gradacijo, ki velja še danes. V njegovem okviru 0 točk ustreza miru, v katerem se bo dim dvignil navpično in bodo listi na drevesih ostali nepremični. Moč vetra 4 ustreza zmernemu vetru, pri katerem na površini vode nastajajo majhni valovi, tanke veje in listi na drevesih pa se lahko zibljejo. 9 točk ustreza viharnemu vetru, ki lahko upogiba tudi velika drevesa, odtrga strešnike s streh in dvigne visoke valove na morju. In največja moč vetra v skladu s to lestvico, in sicer 12 točk, se pojavi v orkanu. To je naravni pojav, pri katerem veter povzroči resno škodo; celo trajne zgradbe se lahko porušijo.
Izkoriščanje moči vetra
Energija vetra se široko uporablja v energetiki kot eden od obnovljivih naravnih virov. Že od nekdaj človeštvo uporablja ta vir. Dovolj je, da se spomnimo jadrnic. Mlini na veter, s pomočjo katerih se veter pretvarja za nadaljnjo uporabo, se pogosto uporabljajo v tistih krajih, za katere je značilen stalni močan veter. Med različnimi področji uporabe takšnega pojava, kot je vetrna energija, je treba omeniti tudi vetrovnik.
Veter je naravni pojav, ki lahko prinaša užitek ali uničenje, pa tudi koristi človeštvu. In njegovo specifično delovanje je odvisno od tega, kako velika je moč (ali hitrost) vetra.
Torej ste se odločili narediti vetrni generator z lastnimi rokami. EnergyFuture.RU je že večkrat pisal o različnih izvedbah domačih vetrnih generatorjev in generatorjev s trajnimi magneti na njih, vključno s slavnimi zasnovami Hugha Pigota (celoten arhiv). Pred začetkom je zelo pomembno razumeti in praktično določiti razpoložljivo moč vetra na vašem območju. O tem pravzaprav govori članek. Opazujte, merite in beležite v dnevnik za statistiko. kot v šoli!
Hitrost vetra- ena glavnih značilnosti zračnega toka, saj določa njegovo energijo. Meri se v metrih na sekundo ( m/s) in je označena z latinsko črko V. Večja kot je hitrost vetra, večja je energija v toku.
Za merjenje hitrosti vetra se uporabljajo različni instrumenti: vetrovke, vetrometri in drugi. Najenostavnejša naprava za merjenje hitrosti vetra je vetrokaz Wild (pravzaprav zastarela stvar, z eno prednostjo - enostavno jo je zgraditi z lastnimi rokami).
TO palica-1 togo pritrjen kobilica-2, ki ob spremembi smeri vetra postavi plošča-3 pravokotno na smer toka. Plošča ima možnost nihanja relativno os-4. V skladu s tem močnejši kot je veter, večji je odklon plošče. Moč vetra določite z kazalec-5.
Za natančnost merjenja mora biti plošča velikosti 150 X 300 mm in teže 200 gramov za območja z rahlim vetrom in 800 gramov za območja z vetrom nad 6 m/s.
Razdelki indikatorja imajo običajne pomene, zato jih morate uporabiti za določitev hitrosti vetra tabela.
Za tiste, ki jih relativna natančnost ne zanima, obstaja še en način za določanje hitrosti vetra - po zunanjih znakih.
Tabela za določanje hitrosti vetra z vetrovko Wild.
vrednost kazalca | hitrost vetra m/s | |
---|---|---|
plošča 200g | plošča 800g | |
1 | 0 | 0 |
1-2 | 1 | 2 |
2 | 2 | 4 |
2-3 | 3 | 6 |
3 | 4 | 8 |
3-4 | 5 | 10 |
4 | 6 | 12 |
4-5 | 7 | 14 |
5 | 8 | 16 |
5-6 | 9 | 18 |
6 | 10 | 20 |
6-7 | 12 | 24 |
7 | 14 | 28 |
7-8 | 17 | 34 |
8 | 20 | 40 |
Tabela za določanje hitrosti vetra po zunanjih znakih
vzorec vetra | hitrost vetra m/s | znaki |
---|---|---|
zelo lahka | 0-1 | gibanje zraka je neopazno |
1-3 | gibanje zraka je komaj opazno, listi šelestijo | |
enostavno | 4-5 | veje se rahlo zibljejo, dim lebdi v zraku in ohranja obrise oblakov |
zmerno | 6-7 | veje se upogibajo, veter "liže" dim iz dimnika in ga zmeša v homogeno maso, dviga se prah |
sveže | 8-9 | krošnje dreves šume in se zibljejo |
zelo sveže | 10-11 | tanka drevesna debla se upogibajo, veter tuli v ceveh |
močan | 12-14 | listi se trgajo, na stoječi vodi nastanejo valovi s prevračajočimi se grebeni |
rezanje | 15-16 | tanke veje se zlomijo, gibanje proti vetru je oteženo |
nevihta | 17-19 | debele veje se lomijo, odtrgajo strešne kritine |
močna nevihta | 20-23 | tanke vrvi se zlomijo |
Smer vetra so se naučili meriti že v starih časih. Da bi to naredili, so stari Grki na strehe svojih hiš namestili stolpe s kroglicami in vremenskimi lopaticami. Toda baltski mojstri so bili še posebej uspešni pri merjenju smeri in hitrosti vetra. Nahranilo jih je morje. In vedeti, kaj vam bo prinesel jutrišnji dan, jim je bilo bolj pomembno kot komur koli drugemu.
Običajno je bil vetrokaz izdelan v obliki figurice kakšne živali, ki se je vrtela in s puščico kazala smer vetra, vrtavka pa je kazala njegovo približno hitrost.
Naprava za merjenje hitrosti vetra.
Naprava za merjenje hitrosti vetra - otroški vetromer
Za merjenje hitrosti vetra že v 17. st. Angleški znanstvenik Robert Hooke je izumil posebno napravo - anemometer. Njegovo ime, sestavljeno iz dveh starogrških besed: "anemo" - "veter" in "meter" - "merim", je govorilo samo zase. Vrtavka vetromera se je vrtela in s številom vrtljajev je bila izračunana trenutna hitrost vetra v metrih na sekundo. Če poznate smer in hitrost vetra, lahko napoveste, kako se bo vreme spremenilo v bližnji prihodnosti.
Hitrost gibanja zračnih tokov lahko najuspešneje merimo z vetrometrom ( anemometer). Razširjen je postal skodelicni anemometer - merilna naprava, na navpični osi katere so skodelice v obliki križa - poloble, ki se vrtijo od katerega koli, tudi lahkega vetra, in močnejši kot je, hitrejše je vrtenje. Od osi naprave je prenos na števec vrtljajev.
Najbolj znan merilnik vetra je skodelicni anemometer.
Večja kot je hitrost vetra, hitreje vrti skodelice.
Ob vetrometrih je navadno nameščen vetrokaz, ki kaže smer vetra. Na letališčih in v bližini mostov, kjer je veter lahko nevaren za avtomobile, so nameščeni kazalniki smeri vetra - velike stožčaste torbe iz črtastega blaga, odprte na obeh straneh.
Na letališčih in v bližini mostov sta smer in moč vetra prikazana od daleč
vetrovke so veliki črtasti platneni stožci, odprti na obeh koncih.
Preden so se ljudje naučili meriti hitrost vetra v m/s ali km/h, so za ta namen uporabljali Beaufortovo lestvico - angleški admiral, ki je sestavil tabelo, ki je opisovala in karakterizirala različne vetrove, povzete v točkovnem sistemu od 0 (popolna zatišja). ) do 12 točk (najmočnejši orkanski veter, ki dosega hitrosti 117 km/h). Vendar pa je med tornadi in tropskimi cikloni njegova hitrost še večja.
Vane
Za izkušnjo potrebujete:
Dolg noht
- lesena palica
- lesene perle
- vezane plošče
- kladivo
- ravnilo
- nož za čevlje
- lepilo za les
- kompas
1. Iz vezanega lesa izrežite dele, prikazane na spodnji risbi. Širina rež mora biti enaka debelini vezanega lesa.
2. Sestavite vremensko loputo, kot je prikazano na sliki. Dele pritrdite skupaj z lepilom.
3. Uravnotežite lopatico na glavi žeblja, da najdete njeno središče. Na tem mestu zabijte žebelj in nanj nanizajte perlo na obe strani lopute, kot je prikazano na sliki. Vremenska loputa mora biti pritrjena na drog, tako da se lahko prosto vrti.
4. Z vetrovko določi smer vetra. Njegov nos kaže smer, iz katere piha veter. Veter z juga se imenuje južni veter.
Anemometer
Za izkušnjo potrebujete:
Čajna žlička
- izvijač
- žica
- velik vijak
- list vezanega lesa, ki meri približno 20x25 cm
- trajni marker
- ravnilo
- žeblji ali vijaki
1. Privijte vijak v zgornji levi kot vezanega lesa približno 2,5 cm od robov.
2. Žico ovijte okoli ročaja žlice in vijaka, kot na sliki. Žlica mora prosto nihati na žici.
3. S pomočjo ravnila narišite lestvico na vezan les in namestite anemometer na ograjo ali drog.
Višje kot je žlica nagnjena, močnejši je veter.