Како ради анемометар?

Иако нешто незгодно,анемометародноси се на једноставан, али изненађујуће свестран инструмент који се налази у најосновнијим метеоролошким станицама широм света. Превод са грчког је директан: „анем-“ је корен „ветра“ и „мерача“ што значи (у општем смислу, а не као количина) „мера“.

Када помислите на саму реч „време“, осим ако не живите у свемиру, једна од првих речи или чулних слика које вам падну на памет је готово сигурноветар,феномен који може нанети катастрофалну штету, а ипак остаје драгоцен део готово свих животно искуство, ако ће бити хрпе поезије и књижевности које истражују домет појаве поуздан.

Из безбедносних разлога, рекреативног планирања и пуке знатижеље, знајући брзину времена у било ком тренутку - или бар смер у ком дува ако из неког разлога не можете да изађете напоље да бисте то открили сопственим чулима - корисне су информације у вашем подручју или месту на које ускоро намеравате да путујете заиста. У ту сврху доступно је много различитих врста анемометара, од којих се неки ослањају на посебно паметне методе за индиректно мерење брзине ветра.

Мало дете је рекло да се Земља окреће око 1.000 миља на сат на свом екватору и око 800 миља на сат на 40 степени ширине (око где је већина америчке популације усредсређена), могли би претпоставити да ветар долази од једноставног бичевања око објекта наизглед немогућег брзинама. Иако ово има интуитиван смисао, стварна слика је знатно сложенија, али такође нуди драгоцене наставне тачке о временским појавама повезаним са ветром, али независно од њега.

Сунце је крајњи извор енергије за многе процесе на Земљи, а ветар није изузетак. Ветар настаје углавном из различитих делова Земљине површине упијајући различите количине топлоте од сунца. Ова енергија се изражава као пролазак ветраконвекција,пренос топлоте кретањем у течности. Врући ваздух има тенденцију пораста док хладнији ваздух тоне, постављајући непрекидно ротирајуће размене ваздуха између суседних области ваздуха са различитим температурама.

Ветар кружи око света у добро познатим „потоцима“ који су попут познатих ваздушних река: млазни потоци, пасати, поларни млазови. Ветрови су категорисани на основу њихових специфичних извора порекла каогеострофски ветрови, термални ветровиилиградијент ветрова​.

Ваздух има масу, па је могуће израчунати кинетичку енергију ваздуха у покрету као и сваки други предмет. Једначина закинетичке енергијеје КЕ = (1/2) мв² гдев= брзина. (Брзина ветра је ретко константна дуго, па се брзина ветра обично просечује у кратким временским периодима како би се генерисали значајни подаци.)

Маса дате запремине ваздуха је његова густина помножена са запремином или ρВ. Али са ветромснага,или енергије у јединици времена, променљива која нас занима је „флукс масе ветра“ или колико ваздуха струји преко површине попречног пресека турбине (често круга). Тхеједначина за снагу ветраИспоставило се да је

што значи да се снага повећава са коцком брзине ветра. То значи да ветар од 30 МПХ даје 10³ = ​хиљаду путаснаге колико и ветар од 10 МПХ!

• Што се тиче анемометра, брзина ветра је обично у миљама на сат (миља / сат, или у свакодневном говору, МПХ) или километрима на сат, мада би СИ јединице биле метри у секунди (м / с). Ако сте заинтересовани за брзу конверзију из МПХ у м / с, поделите са око две и четвртином:

Већ знате шта је анемометар. Али на грануларном нивоу, каквим уређајима људи мере брзину ветра?

• ​Чаше и елисе:Ово је најчешће коришћена врста анемометра и једноставна за израду. Проблеми се могу појавити при малим брзинама ветра и ледене кише.
• ​Питотова цев:Они се користе у авионима и у „аеротунелима“ у лабораторијама.
• ​Повуците цилиндар или куглу:Они нису уобичајени, али помињање медведа.
• ​Дисипацијски анемометар:То су посебно робусне верзије.
• ​Анемометар брзине звука:Они су скупи и нису за домаћинство, али су брзи и поуздани.
  

Понекад је главна брига смјер ветра, а брзина је мање важна. Имајући ово на уму, аеродроми имају чарапе за ветар које много говоре о времену које ће се ускоро догодити. На пример, ветар са северозапада (северозападни ветар) обично значи хладније и сушније време, док ЈИ ветар често доноси топлији и влажнији ваздух.

Тхечаша и пропелерстил анемометра је, као што је напоменуто, најчешћи тип; случајно је лако објаснити његово деловање. Како ветар окреће крак пропелера, чаше које „хватају“ ветар врте се кроз круг познатог радијуса (2 пута π пута дужине крака елисе или обима) у познато време, јер су обртне осовине централне шипке бројао. Укупна удаљеност (обртаји пута опсег) подељена са временом је брзина ветра.

Друге врсте анемометра одређују брзину ветра на више укључених начина. А.анемометар са врућом жицомкористи чињеницу да ће се када ваздух прелети преко предмета загрејаног на температуру топлију од ваздуха, предмет хладити како се топлота уклања конвекцијом.

У анемометру са врућом жицом метална жица која је електрично загрејана изложена је ветру, док се снага повећава или смањује како би се температура на врху жице одржала константном. Дакле, што је већа брзина ветра, то је већа снага потребна за одржавање топлотне равнотеже.

Мерење ваздушног притиска - који се сам мери инструментом који се назива абарометар- може се користити и за израчунавање брзине ветра. На пример, анемометар са цевчицом мери ваздушни притисак унутар стаклене цеви која је отворена само на једном крају. Брзина ветра може се израчунати на основу разлике у притиску између унутрашњости цеви и спољне стране.

• Ако желите да се окушате у изради сопственог анемометра од обичних предмета, пример како то учинити је наведен у Ресурсима.

У тркачким дисциплинама на међународним такмичењима на стази на отвореном, где се тркачи крећу у једном мрежном смеру, ветар може помоћи (или ометати) такмичаре и постићи врхунска времена. Из тог разлога, анемометар се поставља на крај пруге током ових догађаја. Највећа дозвољена нето брзина ветра у смеру тркача за постављање нових рекорда је 2,0 м / с, па ако мерач ветра очитава изнад ове вредности у било ком тренутку током трке, ознака не испуњава услове за запис сврхе.

Из претходног одељка знате да је брзина ветра у миљама на сат (МПХ) нешто више него дупло већа од његове вредности у м / с. Стога је ветар од 5 миља у сат, што би се по свакодневним стандардима сматрало прилично скромним, довољан да пружи довољно појачања да пружи знак изван домена „истинских“ људских достигнућа. Када завршите само 0,01 секунде брже него што је ико икада трчао у трци која траје мање од 10 секунди, сваки фактор је пресудан. Сада замислите стазу без модерне опреме за одређивање времена, а камоли анемометра!