كيفية قياس سرعة الرياح واتجاهها
قوة الرياح هي القوة الناتجة عندما تهب الرياح على جسم ما ، بينما تشير سرعة الرياح إلى مسافة الرياح الحالية لكل وحدة زمنية. عادة ما يرتبط مستوى قوة الرياح والقدرة التدميرية عكسياً مع سرعة الرياح.
1. ما سبب أهمية قياس اتجاه وسرعة الرياح؟
يعد اتجاه الرياح وسرعتها من أهم علامات أبحاث الأرصاد الجوية. يولي الناس اهتمامًا كبيرًا لسرعة الرياح واتجاهها نظرًا لأن لها ليس فقط تأثيرًا كبيرًا على حياة الناس ولكن أيضًا على أبحاث الأرصاد الجوية والمساعي الأخرى. من أجل التقدم السلس للمهام المختلفة ، سيكون من المفيد قياس اتجاه الرياح وسرعتها مسبقًا. \
ما هي التقنيات المستخدمة لقياس اتجاه الرياح وسرعتها؟
يمكن فصلها إلى قياس تقليدي ، وقياس ميكانيكي ، وقياس بالموجات فوق الصوتية ، وقياس كالوري على أساس مفاهيم القياس المختلفة.
القياس القياسي
1. لقياس اتجاه الرياح ، استخدم ريشة الرياح
يوضح سهم اتجاه الرياح لزوج ريشة الريح الطريقة التي تهب بها الرياح حاليًا. يضع تدفق الهواء مقدارًا معينًا من الضغط على ذيل الريشة كلما كان اتجاه الريشة وتدفق الهواء بزاوية. يتناسب حجمها مع كيفية عرض هندسة الريشة على المستوى المتعامد مع اتجاه تدفق الهواء. رأس منطقة الريح أصغر من ذيلها. ستدور الريشة على طول محورها الرأسي استجابة لضغط الرياح حتى تكون موازية لتدفق الهواء. من موقع ريشة الرياح بالنسبة إلى صاري التحميل الرئيسي الثابت ، من السهل تحديد اتجاه الريح.
2. لقياس سرعة الرياح ، استخدم مقياس شدة الريح.
يحتوي مقياس شدة الريح على لوحة ضغط رياح مستطيلة ، وبجانب لوحة ضغط الرياح يوجد إطار على شكل قوس له أسنان طويلة وقصيرة. يتم تمثيل قوة الرياح بعدد الأسنان الطويلة والقصيرة المرفوعة بواسطة لوحة ضغط الرياح. يزداد مستوى سرعة الرياح مع زيادة شدة الرياح.
القياس الميكانيكي
تعتبر مستشعرات اتجاه الرياح من نوع السهم ومستشعرات سرعة الرياح ذات الثلاثة أكواب من أكثر أجهزة استشعار اتجاه وسرعة الرياح الميكانيكية شيوعًا. على سبيل المثال ، يتكون جزء الاستشعار من مستشعر سرعة الرياح ثلاثي الأكواب من ثلاثة أو أربعة أكواب مخروطية أو نصف كروية فارغة. يجب تثبيت قوس النجمة ثلاثي الرؤوس أو القوس المتقاطع على عمود دوران رأسي ، ويجب ترتيب الجوانب المقعرة للأكواب الفارغة في نفس الاتجاه ، ويجب تثبيت قوس الذراع المتقاطعة أثناء التثبيت. يمكن أن يساعد استخدام مستشعرات سرعة الرياح والاتجاه الناس على استخدام طاقة الرياح بشكل أكثر فاعلية ، وهو أمر مفيد للتقدم في تكنولوجيا إنتاج طاقة الرياح الجديدة.
طريقة القياس بالموجات فوق الصوتية
يعمل مستشعر سرعة واتجاه الرياح بالموجات فوق الصوتية على أساس قياس سرعة الرياح واتجاهها باستخدام طريقة فرق التوقيت بالموجات فوق الصوتية. لأن سرعة الهواء في اتجاه الريح سيتم فرضها على سرعة الصوت في الهواء. سترتفع سرعة الجهاز عندما تتحرك الموجات فوق الصوتية في نفس اتجاه الريح ، بينما ستنخفض عندما تتحرك الموجات فوق الصوتية في الاتجاه المعاكس للريح. نتيجة لذلك ، يمكن استخدام الحسابات لتحديد سرعة الرياح واتجاهها بدقة في ظل ظروف الكشف المماثلة.
قياس السعرات الحرارية
مقياس شدة الريح هو جهاز شائع لتحديد سرعة الرياح باستخدام مفهوم المسعر. طريقة القياس هي إدخال سلك معدني رفيع في السائل وتسخينه بتيار كهربائي حتى تتجاوز درجة حرارته درجة حرارة السائل. يستخدم مصطلح "الأسلاك الساخنة" لوصف أجهزة قياس شدة الريح السلكية بسبب ذلك. يُزال جزء من الحرارة من السلك وتنخفض درجة حرارته عندما يمر السائل عبر السلك عموديًا. الجهاز الذي يمكنه قياس سرعات الرياح الخفيفة هو مقياس شدة الريح ، حيث يتعرض الوصل البارد للمزدوج الحراري لتدفق الغاز ويتم توصيله بعمود نحاسي مصنوع من الفوسفور. سترتفع درجة حرارة المصباح الزجاجي عندما يتدفق التيار عبر حلقة التسخين ، ويعتمد معدل الارتفاع على سرعة الرياح. عندما تكون سرعة الرياح منخفضة ، تكون درجة الارتفاع عالية ؛ وإلا فإن الزيادة ضئيلة. تعرض المزدوجة الحرارية الموجودة على العداد الارتفاع. افحص منحنى التصحيح باستخدام قراءة العداد للحصول على سرعة الرياح الحالية.
