როგორ მუშაობს ანემომეტრი?

თუმცა რაღაც უხერხული სიტყვაა,ანემომეტრიეხება მარტივ, მაგრამ საოცრად მრავალმხრივ ინსტრუმენტს, რომელიც ნაპოვნია მსოფლიოში ყველაზე ძირითად ამინდის სადგურებში. ბერძნულიდან თარგმნა მარტივია: "ანემ-" არის "ქარის" და "მეტრის" ფუძე, რაც ნიშნავს (ზოგადად, არა როგორც რაოდენობის) "ზომას".

როდესაც თვითონ იხსენებთ სიტყვა "ამინდს", თუ არ ცხოვრობთ კოსმოსში, ერთ-ერთი პირველი სიტყვა ან სენსორული გამოსახულება, რომელიც მოგეხსენებათ, თითქმის დარწმუნებულიაქარი,ფენომენი, რომელსაც შეუძლია კატასტროფული ზიანი მიაყენოს, მაგრამ თითქმის ყველას სანუკვარ ნაწილად რჩება ცხოვრებისეული გამოცდილება, თუკი პოეზიის და ლიტერატურის ნაკადი შეისწავლის ფენომენის მიღწევას სანდო.

უსაფრთხოების, რეკრეაციული დაგეგმვისა და უბრალო ცნობისმოყვარეობის გამო, ნებისმიერ დროს ამინდის სიჩქარის ცოდნა - ან თუნდაც ის მიმართულება, სადაც ის აფეთქებს თუ რაიმე მიზეზით ვერ მოხვდებით ამის გასაგებად საკუთარი გრძნობებით - თქვენს არეალში ან იმ ადგილზე, სადაც აპირებთ მალე გამგზავრებას, სასარგებლო ინფორმაციაა ნამდვილად. ამ მიზნით მრავალი სხვადასხვა სახის ანემომეტრია ხელმისაწვდომი, ზოგი მათგანი განსაკუთრებით ჭკვიანურ მეთოდებს ეყრდნობა არაპირდაპირი გზით ქარის სიჩქარის გაზომვაში.

მცირეწლოვანმა ბავშვმა განუცხადა, რომ დედამიწა ეკვატორზე საათში 1000 მილი საათში ტრიალებს, ხოლო 40 გრადუსზე (800 სადაც აშშ – ს მოსახლეობის უმეტესი ნაწილია ორიენტირებული), შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ქარი მოდის ობიექტის გარშემო უბრალო დარტყმით, როგორც ჩანს შეუძლებელია სიჩქარეები. მიუხედავად იმისა, რომ ამას ინტუიციური აზრი აქვს, რეალური სურათი გაცილებით რთულია, მაგრამ ასევე გთავაზობთ მნიშვნელოვან სასწავლო წერტილებს ამინდის ფენომენებზე, რომლებიც დაკავშირებულია, მაგრამ დამოუკიდებლად თავად ქარისგან.

მზე ენერგიის საბოლოო წყაროა დედამიწაზე მრავალი პროცესისთვის და გამონაკლისი არც ქარია. ქარი ძირითადად დედამიწის ზედაპირის სხვადასხვა კუთხიდან იღებს და მზისგან სხვადასხვა რაოდენობით სითბოს შთანთქავს. ეს ენერგია გამოხატულია როგორც ქარიკონვექცია,სითხის გადატანა სითხეში მოძრაობით. უფრო ცხელი ჰაერი იზრდება, ხოლო უფრო გრილი ჰაერი იძირება, აყალიბებს მუდმივად მბრუნავ გაცვლას ჰაერის მომიჯნავე რეგიონებს შორის, სხვადასხვა ტემპერატურით.

ქარი ცირკულირებს დედამიწის გარშემო ცნობილ "ნაკადებში", რომლებიც ჰაერის ცნობილ მდინარეებს ჰგავს: რეაქტიული ნაკადები, სავაჭრო ქარები, პოლარული რეაქციები. ქარები კლასიფიცირდება მათი წარმოშობის კონკრეტული წყაროების მიხედვითგეოსტროფიული ქარები, თერმული ქარებიანგრადიენტური ქარები​.

ჰაერს აქვს მასა, ამიტომ შესაძლებელია მოძრავი ჰაერის კინეტიკური ენერგიის გამოთვლა ისევე, როგორც სხვა ობიექტებს. განტოლებისთვისკინეტიკური ენერგიაარის KE = (1/2) mv² სადვ= სიჩქარე. (ქარის სიჩქარე იშვიათად მუდმივია დიდი ხნის განმავლობაში, ასე რომ, ქარის სიჩქარე, როგორც წესი, საშუალო დროის განმავლობაში საშუალო მნიშვნელობით ხდება, რათა მნიშვნელოვანი მონაცემები შეიქმნას.)

ჰაერის მოცემული მოცულობის მასა მისი სიმკვრივეა, ვიდრე მისი მოცულობა, ან ρV. მაგრამ ქარითძალა,ან ენერგია დროის ერთეულზე, საინტერესო ცვლადია "ქარის მასის ნაკადი", ან რამდენი ჰაერი მიედინება ტურბინის A განივი მონაკვეთის არეზე (ხშირად წრეზე).განტოლება ქარის ენერგიისთვისგამოდის

რაც ნიშნავს, რომ სიმძლავრე იზრდება ქარის სიჩქარის კუბიკთან ერთად. ეს ნიშნავს, რომ 30 MPH ქარი უზრუნველყოფს 10-ს³ = ​ათასჯერიმდენი ძალა, როგორც 10 MPH ქარი!

• რაც შეეხება ანემომეტრის ერთეულებს, ქარის სიჩქარე ჩვეულებრივ საათში მილსა (მილ / სთ, ან ყოველდღიური ენაზე MPH) ან კილომეტრია საათში, თუმცა SI დანადგარები მეტრი წამში (მ / წმ) იქნება. თუ თქვენ დაინტერესებული ხართ MPH– დან m / s– ზე სწრაფი გადაკეთებით, გაყოთ დაახლოებით ორი და მეოთხედი:

თქვენ უკვე იცით რა არის ანემომეტრი. მარცვლოვან დონეზე, რა სახის მოწყობილობებს ზომავს ხალხი ქარის სიჩქარეს?

• ​თასები და პროპელერები:ეს არის ყველაზე ხშირად გამოყენებული ანემომეტრის ტიპი და მისი დამზადება მარტივია. პრობლემები შეიძლება წარმოიშვას მცირე ქარის სიჩქარეზე და გაყინულ წვიმასთან ერთად.
• ​პიტო მილის:მათ იყენებენ თვითმფრინავებში და ლაბორატორიებში "ქარის გვირაბებში".
• ​გადაიტანეთ ცილინდრი ან სფერო:ეს არ არის საერთო, მაგრამ უნდა აღინიშნოს.
• ​გაფრქვევის ანემომეტრი:ეს განსაკუთრებით მკაცრი ვერსიებია.
• ​ხმის სიჩქარის ანემომეტრი:ეს ძვირია და არა საყოფაცხოვრებო მოხმარებისთვის, მაგრამ სწრაფი და საიმედოა.
  

ზოგჯერ, ქარის მიმართულება მთავარი პრობლემაა, სიჩქარე ნაკლებად მნიშვნელოვანია. ამის გათვალისწინებით, აეროპორტებს აქვთ ქარის წინდები, რომლებიც უამრავ რამეს მოგვითხრობს მალე ამინდის შესახებ. მაგალითად, ჩრდილო – დასავლეთიდან ქარი (ჩრდილო – დასავლეთის ქარი) ჩვეულებრივ ნიშნავს უფრო გრილ, მშრალ ამინდს, ხოლო სამხრეთ – აღმოსავლეთის ქარს ხშირად უფრო თბილი, ტენიანი ჰაერი მოაქვს.

ჭიქა და პროპელერიანემომეტრის სტილი, როგორც აღინიშნა, ყველაზე გავრცელებული ტიპია; საბედნიეროდ, მისი მოქმედება მარტივია ასახსნელი. როდესაც ქარი უვლის პროპელერის მკლავს, ჭიქები "იჭერს" ქარივით ცნობილი რადიუსის წრეს (2 რამდენჯერმე π გამრავლების მკლავის სიგრძეზე ან გარშემოწერილობაზე) ცნობილ დროში, რადგან ცენტრალური წნევის ტრიალია დათვლილი. დროის მანძილზე (რევოლუციების დროის გარშემოწერილობა) გაყოფილი ქარის სიჩქარეა.

სხვა სახის ანემომეტრები განსაზღვრავს ქარის სიჩქარეს უფრო ჩართული გზით. აცხელი მავთულის ანემომეტრიიყენებს იმ ფაქტს, რომ როდესაც ჰაერი მიედინება ობიექტზე ჰაერზე უფრო თბილ ტემპერატურაზე, ობიექტი გაცივდება, რადგან სითბოს ამოღება ხდება კონვექციის საშუალებით.

ცხელი მავთულის ანემომეტრში, ლითონის მავთული, რომელიც ელექტრონულად გაათბო, ექვემდებარება ქარს, ხოლო ენერგია იზრდება ან შემცირდება მავთულის წვერზე ტემპერატურის შენარჩუნებისთვის. ამრიგად, რაც უფრო მაღალია ქარის სიჩქარე, მით მეტი ძალაა საჭირო თერმული წონასწორობის შესანარჩუნებლად.

საჰაერო წნევის გაზომვა - რომელიც თავისთავად იზომება ინსტრუმენტით, სახელწოდებით aბარომეტრი- ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ქარის სიჩქარის გამოსათვლელად. მაგალითად, მილის ანემომეტრი ზომავს ჰაერის წნევას მინის მილის შიგნით, რომელიც მხოლოდ ერთ ბოლოშია გახსნილი. ქარის სიჩქარე შეიძლება გამოითვალოს მილის შიგნიდან და გარედან წნევის სხვაობიდან.

• თუ გსურთ სცადოთ საკუთარი ხელით ჩვეულებრივი ელემენტებისგან საკუთარი ანემომეტრის დამზადებაში, ამის გაკეთების მაგალითი მოცემულია რესურსებში.

საერთაშორისო ტრასაზე საერთაშორისო შეჯიბრებების მიმდინარე ღონისძიებებში, სადაც მორბენალი ერთი ქსელის მიმართულებით მოძრაობს, ქარს შეუძლია დაეხმაროს (ან შეაფერხოს) კონკურენტები და აჩვენოს უკეთესი დრო. ამ მიზეზით, ამ მოვლენების დროს ანემომეტრი მოთავსებულია ტრასაზე. მაქსიმალური დასაშვები ქარის სიჩქარე მორბენალების მიმართულებით ახალი ჩანაწერების დასადგენად არის 2.0 მ / წმ, ასე რომ, თუ ქარის ლიანდაგი ამ მნიშვნელობის ზემოთ იკითხება რბოლის ნებისმიერ დროს, ნიშანი დაუშვებელია ჩანაწერისთვის მიზნები

წინა მონაკვეთიდან თქვენ იცით, რომ ქარის სიჩქარე მილი საათში (MPH) ოდნავ მეტია, ვიდრე მისი ღირებულება მ / წმ-ში. ამრიგად, 5 MPH ქარი, რომელიც ყოველდღიური სტანდარტით საკმაოდ მოკრძალებულად ჩაითვლება, საკმარისია იმისთვის, რომ საკმარისი სტიმული უზრუნველყოს, რომ ნიშანი მიიღოს ”ჭეშმარიტი” ადამიანის მიღწევებიდან. როდესაც მხოლოდ 0,01 წამით უფრო სწრაფად დაასრულებთ, ვიდრე ვინმეს აქვს დარბეული მანამდე, ვიდრე 10 წამში ნაკლები რბოლა, ყველა ფაქტორი კრიტიკულია. ახლა წარმოიდგინეთ ტრეკი თანამედროვე დროის აღჭურვილობის გარეშე, მითუმეტეს ანემომეტრი!