ما هي طرق قياس سرعة الرياح واتجاهها؟
تشير سرعة الرياح إلى المسافة التي تتدفق فيها الرياح بوحدة زمنية ؛ تشير قوة الرياح إلى قوة الرياح عندما تهب على الجسم. لا توجد درجات لسرعة الرياح ، ولكن هناك درجات لطاقة الرياح ، وسرعة الرياح هي الأساس لتقسيم درجات طاقة الرياح. بشكل عام ، كلما زادت سرعة الرياح وارتفاع مستوى الرياح ، زادت القوة التدميرية للرياح.
1. لماذا يجب التأكيد على قياس سرعة الرياح وقوة الرياح؟
تعتبر قوة الرياح وسرعة الرياح مؤشرات مهمة في أبحاث الأرصاد الجوية ، كما أنها من العناصر الأساسية التي يوليها الناس اهتمامًا. ليس فقط له تأثير كبير على الأنشطة اليومية للناس ، ولكن له أيضًا أهمية كبيرة لأبحاث الأرصاد الجوية والملاحة والأعمال الأخرى ، لذا فإن قياس سرعة الرياح واتجاهها مقدمًا يساعد على التطوير السلس للأنشطة المختلفة.
2. ما هي طرق قياس سرعة الرياح واتجاهها؟
وفقًا لمبدأ القياس ، سنقدم الأنواع التالية من الطرق: القياس التقليدي ، والطريقة الميكانيكية ، وطريقة الموجات فوق الصوتية ، وطريقة قياس السعرات الحرارية.
القياس التقليدي
1. قياس اتجاه الرياح: استخدام ريشة الرياح
يشير اتجاه سهم اتجاه الرياح على ريشة الرياح إلى الاتجاه الذي تهب فيه الرياح في ذلك الوقت. عندما تكون هناك زاوية معينة بين ريشة الرياح واتجاه تدفق الهواء ، فإن تدفق الهواء سيولد ضغطًا على ذيل ريشة الرياح. يتناسب حجمها مع إسقاط الشكل الهندسي لريشة الرياح على المستوى الرأسي لاتجاه تدفق الهواء. يحتوي رأس ريشة الرياح على منطقة صغيرة باتجاه الريح ، وجناح الذيل به منطقة كبيرة باتجاه الريح. ضغط الرياح الناتج عن هذا الاختلاف في الضغط يجعل ريشة الرياح تدور حول المحور الرأسي حتى تتلامس ريشة الرياح مع تدفق الهواء. موازي. يمكن ملاحظة اتجاه الرياح بسهولة من الموضع النسبي بين ريشة الريح وقطب يشير إلى السمت الرئيسي الثابت.
2. قياس سرعة الرياح: استخدم مقياس شدة الريح
توجد لوحة ضغط رياح مستطيلة الشكل على كاشف الرياح ، ويتم تثبيت إطار على شكل قوس بجانب لوحة ضغط الرياح ، وهناك أسنان طويلة وقصيرة على الإطار. يشير عدد الأسنان الطويلة والقصيرة التي ترفعها لوحة ضغط الرياح إلى حجم قوة الرياح ، وكلما زادت قوة الرياح ، ارتفع مستوى سرعة الرياح.
قياس الرياح الميكانيكية
يشبه قياس الرياح الميكانيكي ، مثل قياس الرياح بعداد الرياح ، ساعة ميكانيكية ، ويستخدم بشكل عام لقياس الرياح في الأعمدة. من الضروري تقدير سرعة الرياح أولاً ، ثم استخدم مقياس الرياح وساعة الإيقاف لإعادة ضبط مؤشر مقياس الرياح وساعة التوقيت إلى الصفر ، ثم جعل مقياس الرياح مواجهًا لتدفق الرياح ويكون عموديًا على اتجاه الريح تدفق. بعد خمول مقياس الرياح لمدة 30 ثانية ، قم بتشغيل مفتاح مقياس الرياح وساعة الإيقاف في نفس الوقت لبدء القياس. وتجدر الإشارة إلى أن قياس الرياح في نفس القسم يجب ألا يقل عن 3 مرات ، ويجب أن يتم قياس الرياح بسلاسة أثناء عملية قياس الرياح. على سبيل المثال ، يعتمد مستشعر سرعة الرياح والاتجاه طريقة قياس الرياح الميكانيكية النموذجية ، والتي تستفيد بشكل أفضل من طاقة الرياح وتدعم تطوير تكنولوجيا توليد طاقة الرياح الجديدة.
قياس السرعة بالموجات فوق الصوتية
مبدأ العمل لقياس الرياح بالموجات فوق الصوتية هو استخدام طريقة فرق التوقيت بالموجات فوق الصوتية لتحقيق قياس سرعة الرياح واتجاهها. نظرًا لسرعة انتشار الصوت في الهواء ، فسوف يتداخل مع سرعة تدفق الهواء في اتجاه الرياح. إذا كانت الموجة فوق الصوتية تتحرك في نفس اتجاه الريح ، ستزداد سرعتها ؛ على العكس من ذلك ، إذا كانت الموجة فوق الصوتية تتحرك في الاتجاه المعاكس للريح ، فإن سرعتها ستتباطأ. لذلك ، في ظل ظروف الكشف الثابتة ، يمكن أن تتوافق سرعة الموجات فوق الصوتية المنتشرة في الهواء مع وظيفة سرعة الرياح. يمكن الحصول على سرعة الرياح واتجاه الرياح بدقة من خلال الحساب.
طريقة قياس مبدأ قياس السعرات الحرارية
مثال نموذجي لاستخدام مبدأ المسعرات لقياس سرعة الرياح هو مقياس شدة الريح. مبدأها الأساسي هو وضع سلك معدني رفيع في السائل ، وتسخين السلك عبر تيار كهربائي لجعل درجة حرارته أعلى من درجة حرارة السائل. لذلك ، يشار إلى سرعة الرياح في السلك باسم "الخط الساخن". عندما يتدفق السائل عبر السلك في الاتجاه العمودي ، فإنه يأخذ جزءًا من حرارة السلك ويقلل من درجة حرارة السلك. وفقًا لنظرية التبادل الحراري بالحمل القسري ، توجد علاقة بين الحرارة Q المفقودة بواسطة الخط الساخن والسرعة v للسائل. مقياس شدة الرياح هو أداة قادرة على قياس سرعات الرياح المنخفضة. يتكون من جزأين: مسبار قضيب الكرة الساخنة وجهاز قياس. يحتوي المسبار على لمبة زجاجية مع ملف سلك نيتشروم واثنين من المزدوجات الحرارية الجرح داخل المصباح. يتم توصيل الوصلة الباردة للمزدوجة الحرارية بوظيفة من البرونز الفوسفوري المعرضة مباشرة لتدفق الهواء. عندما يمر قدر معين من التيار عبر حلقة التسخين ، ترتفع درجة حرارة المصباح الزجاجي. ترتبط درجة الزيادة بسرعة الرياح ، وتكون درجة الزيادة كبيرة عندما تكون سرعة الرياح صغيرة ؛ خلاف ذلك ، تكون درجة الزيادة صغيرة. يُشار إلى حجم الارتفاع على المقياس بواسطة مزدوج حراري. وفقًا لقراءة عداد الكهرباء ، تحقق من منحنى المعايرة لمعرفة سرعة الرياح في ذلك الوقت.
