Beberapa Metode Pengukuran Kecepatan dan Arah Angin
Kecepatan angin mengacu pada jarak yang dilalui angin dalam satuan waktu; gaya angin mengacu pada kekuatan angin ketika bertiup pada objek. Tidak ada nilai untuk kecepatan angin, tetapi ada nilai untuk tenaga angin, dan kecepatan angin adalah dasar pembagian nilai tenaga angin. Secara umum, semakin besar kecepatan angin dan semakin tinggi level angin, semakin besar kekuatan angin yang merusak.
1. Mengapa kita harus menekankan pengukuran kecepatan angin dan kekuatan angin?
Kekuatan angin dan kecepatan angin adalah indeks penting dalam penelitian meteorologi, dan juga merupakan elemen kunci yang diperhatikan orang. Ini tidak hanya berdampak besar pada aktivitas sehari-hari manusia, tetapi juga sangat penting untuk penelitian meteorologi, navigasi, dan pekerjaan lainnya, sehingga mengukur kecepatan dan arah angin terlebih dahulu kondusif untuk kelancaran pengembangan berbagai aktivitas.
2. Bagaimana cara mengukur kecepatan angin dan arah angin?
Menurut prinsip pengukuran, kami akan memperkenalkan jenis metode berikut: pengukuran tradisional, metode mekanis, metode ultrasonik, dan metode kalorimetrik.
pengukuran tradisional
1. Pengukuran arah angin: gunakan baling-baling angin
Arah panah arah angin pada baling-baling angin menunjukkan ke arah mana angin bertiup saat itu. Ketika ada sudut tertentu antara baling-baling angin dan arah aliran udara, aliran udara akan menghasilkan tekanan pada bagian ekor baling-baling angin. Ukurannya sebanding dengan proyeksi bentuk geometris baling-baling angin pada bidang vertikal arah aliran udara. Kepala baling-baling angin memiliki area arah angin yang kecil dan sayap ekor memiliki area arah angin yang besar. Tekanan angin yang ditimbulkan oleh perbedaan tekanan ini membuat baling-baling angin berputar mengelilingi sumbu vertikal hingga baling-baling angin bersentuhan dengan aliran udara. paralel. Arah angin dapat dengan mudah diamati dari posisi relatif antara baling-baling angin dan tiang penunjuk azimuth utama tetap.
2. Pengukuran kecepatan angin: gunakan anemometer
Ada pelat tekanan angin persegi panjang pada detektor angin, dan bingkai berbentuk busur dipasang di samping pelat tekanan angin, dan ada gigi panjang dan pendek pada bingkai. Banyaknya gigi panjang dan pendek yang diangkat oleh pelat tekanan angin menunjukkan besarnya gaya angin, dan semakin besar gaya angin maka tingkat kecepatan angin semakin tinggi.
pengukuran angin mekanis
Pengukuran angin mekanis, seperti pengukuran angin meteran angin, terlihat seperti jam tangan mekanis, dan umumnya digunakan untuk mengukur angin di poros. Pertama-tama perlu memperkirakan kecepatan angin, kemudian menggunakan pengukur angin dan stopwatch untuk mengatur ulang penunjuk pengukur angin dan stopwatch ke nol, dan kemudian membuat pengukur angin menghadap aliran angin dan tegak lurus terhadap arah angin mengalir. Setelah pengukur angin diam selama 30 detik, nyalakan sakelar pengukur angin dan stopwatch secara bersamaan untuk memulai pengukuran. Perlu diperhatikan bahwa pengukuran angin pada bagian yang sama tidak boleh kurang dari 3 kali, dan pengukuran angin harus berjalan lancar selama proses pengukuran angin. Misalnya, sensor kecepatan dan arah angin mengadopsi metode pengukuran angin mekanis yang khas, yang memanfaatkan energi angin dengan lebih baik dan mendukung pengembangan teknologi pembangkit listrik tenaga angin energi baru.
Velosimetri Ultrasonik
Prinsip kerja pengukuran angin ultrasonik adalah menggunakan metode perbedaan waktu ultrasonik untuk mewujudkan pengukuran kecepatan dan arah angin. Karena kecepatan rambat suara di udara, ia akan tumpang tindih dengan kecepatan aliran udara di arah angin. Jika gelombang ultrasonik bergerak searah dengan angin, kecepatannya akan meningkat; sebaliknya, jika gelombang ultrasonik bergerak berlawanan arah dengan angin, kecepatannya akan melambat. Oleh karena itu, dalam kondisi deteksi tetap, kecepatan gelombang ultrasonik yang merambat di udara dapat sesuai dengan fungsi kecepatan angin. Kecepatan angin dan arah angin yang akurat dapat diperoleh melalui perhitungan.
metode pengukuran prinsip kalorimetri
Contoh umum penggunaan prinsip kalorimetrik untuk mengukur kecepatan angin adalah anemometer. Prinsip dasarnya adalah menempatkan kawat logam tipis ke dalam fluida, dan memanaskan kawat melalui arus listrik untuk membuat suhunya lebih tinggi dari suhu fluida. Oleh karena itu, kecepatan angin dari kawat disebut sebagai "Hotline". Ketika cairan mengalir melalui kawat dalam arah vertikal, itu akan menghilangkan sebagian dari panas kawat dan mengurangi suhu kawat. Menurut teori pertukaran panas konveksi paksa, ada hubungan antara panas Q yang hilang oleh garis panas dan kecepatan v fluida. Anemometer adalah alat yang mampu mengukur kecepatan angin rendah. Ini terdiri dari dua bagian: probe batang bola panas dan alat pengukur. Probe memiliki bohlam kaca dengan koil kawat nichrome dan dua luka termokopel di dalam bohlam. Persimpangan dingin termokopel dipasang ke pos fosfor-perunggu yang terpapar langsung ke aliran udara. Ketika sejumlah arus melewati cincin pemanas, suhu bola kaca naik. Tingkat kenaikannya terkait dengan kecepatan angin, dan tingkat kenaikannya besar bila kecepatan anginnya kecil; jika tidak, tingkat peningkatannya kecil. Besarnya kenaikan ditunjukkan pada meteran melalui termokopel. Berdasarkan pembacaan meteran listrik, periksa kurva kalibrasi untuk mengetahui kecepatan angin saat itu.
