Một số phương pháp đo tốc độ và hướng gió
Tốc độ gió chỉ khoảng cách mà gió di chuyển trong một đơn vị thời gian; lực gió đề cập đến lực của gió khi nó thổi vào vật thể. Không có cấp tốc độ gió, nhưng có cấp năng lượng gió, và tốc độ gió là cơ sở để phân chia các cấp năng lượng gió. Nói chung, tốc độ gió càng lớn và cấp độ gió càng cao thì sức tàn phá của gió càng lớn.
1. Tại sao phải nhấn mạnh việc đo tốc độ gió và lực gió?
Lực gió và tốc độ gió là những chỉ số quan trọng trong nghiên cứu khí tượng, và chúng cũng là những yếu tố chính mà mọi người chú ý đến. Nó không chỉ có tác động lớn đến các hoạt động hàng ngày của con người mà còn có ý nghĩa to lớn đối với nghiên cứu khí tượng, điều hướng và các công việc khác, vì vậy việc đo trước tốc độ và hướng gió có lợi cho sự phát triển suôn sẻ của các hoạt động khác nhau.
2. Nêu các phương pháp đo tốc độ gió và hướng gió?
Theo nguyên tắc đo lường, chúng tôi sẽ giới thiệu các loại phương pháp sau: đo lường truyền thống, phương pháp cơ học, phương pháp siêu âm và phương pháp đo nhiệt lượng.
đo lường truyền thống
1. Đo hướng gió: dùng cánh gió
Hướng của mũi tên chỉ hướng gió trên cánh gió cho biết lúc đó gió đang thổi theo hướng nào. Khi giữa cánh gió và hướng của luồng gió tạo một góc nhất định, luồng gió sẽ tạo ra một áp suất lên đuôi cánh gió. Kích thước của nó tỷ lệ thuận với hình chiếu hình dạng hình học của cánh gió trên mặt phẳng thẳng đứng của hướng gió. Cánh gió đầu có diện tích đón gió nhỏ và cánh đuôi có diện tích đón gió lớn. Áp suất gió sinh ra do chênh lệch áp suất này làm cho cánh gió quay quanh trục thẳng đứng cho đến khi cánh gió tiếp xúc với luồng gió. song song. Có thể dễ dàng quan sát hướng gió từ vị trí tương đối giữa cánh gió và cột chỉ báo phương vị chính cố định.
2. Đo tốc độ gió: sử dụng máy đo gió
Trên máy dò gió có một tấm áp suất gió hình chữ nhật, bên cạnh tấm áp suất gió có lắp một khung hình vòng cung, trên khung có các răng dài và ngắn. Số lượng răng dài và ngắn được nâng lên bởi tấm áp suất gió cho biết cường độ của lực gió và lực gió càng lớn thì mức tốc độ gió càng cao.
đo gió cơ học
Đo gió cơ học, chẳng hạn như đo gió của đồng hồ đo gió, trông giống như một chiếc đồng hồ cơ và thường được sử dụng để đo gió trong các trục. Trước tiên, cần ước tính tốc độ gió, sau đó sử dụng máy đo gió và đồng hồ bấm giờ để đặt lại kim chỉ của máy đo gió và đồng hồ bấm giờ về 0, sau đó đặt máy đo gió đối diện với luồng gió và vuông góc với hướng gió chảy. Sau khi máy đo gió không hoạt động trong 30 giây, hãy bật đồng thời công tắc của máy đo gió và đồng hồ bấm giờ để bắt đầu đo. Cần lưu ý rằng phép đo gió trên cùng một phần không được ít hơn 3 lần và phép đo gió phải diễn ra suôn sẻ trong quá trình đo gió. Ví dụ, cảm biến hướng và tốc độ gió áp dụng phương pháp đo gió cơ học điển hình, giúp sử dụng năng lượng gió tốt hơn và hỗ trợ phát triển công nghệ phát điện gió năng lượng mới.
Vận tốc siêu âm
Nguyên lý làm việc của phép đo gió siêu âm là sử dụng phương pháp chênh lệch thời gian siêu âm để thực hiện phép đo tốc độ và hướng gió. Do tốc độ lan truyền của âm thanh trong không khí, nó sẽ chồng lên tốc độ của luồng không khí theo hướng gió. Nếu sóng siêu âm di chuyển cùng hướng với gió, tốc độ của nó sẽ tăng lên; ngược lại, nếu sóng siêu âm truyền ngược chiều gió thì tốc độ của nó sẽ chậm lại. Do đó, trong các điều kiện phát hiện cố định, tốc độ lan truyền của sóng siêu âm trong không khí có thể tương ứng với hàm tốc độ gió. Tốc độ gió và hướng gió chính xác có thể thu được thông qua tính toán.
phương pháp đo nguyên lý nhiệt lượng
Một ví dụ điển hình của việc sử dụng nguyên lý đo nhiệt lượng để đo tốc độ gió là máy đo gió. Nguyên tắc cơ bản của nó là đặt một dây kim loại mỏng trong chất lỏng và đốt nóng dây thông qua một dòng điện để làm cho nhiệt độ của nó cao hơn nhiệt độ của chất lỏng. Do đó, tốc độ gió của dây được gọi là "Đường dây nóng". Khi chất lỏng chảy qua dây dẫn theo phương thẳng đứng sẽ lấy đi một phần nhiệt lượng của dây dẫn và làm giảm nhiệt độ của dây dẫn. Theo lý thuyết trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức, có mối quan hệ giữa nhiệt lượng Q bị mất do dòng nóng và vận tốc v của chất lỏng. Máy đo gió là một dụng cụ có khả năng đo tốc độ gió thấp. Nó bao gồm hai phần: đầu dò que nóng và dụng cụ đo. Đầu dò có một bầu thủy tinh với một cuộn dây niken và hai cặp nhiệt điện quấn bên trong bầu. Mối nối lạnh của cặp nhiệt điện được gắn vào một cột đồng phốt pho tiếp xúc trực tiếp với luồng không khí. Khi có một cường độ dòng điện chạy qua vòng đốt nóng thì nhiệt độ của bầu thủy tinh tăng lên. Mức độ gia tăng có liên quan đến tốc độ gió, và mức độ gia tăng lớn khi tốc độ gió nhỏ; mặt khác, mức độ tăng là nhỏ. Độ lớn của độ tăng được biểu thị trên đồng hồ bằng một cặp nhiệt điện. Theo chỉ số của đồng hồ điện, kiểm tra đường chuẩn để biết tốc độ gió tại thời điểm đó.
