Измерение параметров ветра.

Цель работы: ознакомиться с устройством и установкой приборов для измерения параметров ветра. Приобрести навыки производства наблюдений за ветром.

Оборудование: Флюгер Вильда, АРИ – 49, МС – 13.

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ.

Ветром называют горизонтальное перемещение воздуха относительно земной поверхности. Ветер характеризуется направлением и скоростью.

В понятии ветер различаются числовая величина скорости ветра, выражаемая в м/с, км/ч или условных единицах (баллах), и направление, откуда дует ветер.

Превышение среднего значения скорости ветра более 4 м/сек, в течение 2 сек и более, называется порывом.

Направлением ветра принято считать азимут точки, откуда ветер дует.Для обозначения направления указывают либо румб (по 16-румбовой системе), либо угол, который горизонтальный вектор скорости ветра образует с меридианом (причем север принимается за 360⁰ или 00⁰, восток - за 90⁰, юг - за 180⁰, запад - за 270⁰). Направление ветра в градусах отсчитывают, начиная от северного румба по часовой стрелке.

В основу работы большинства приборов, измеряющих скорость и направление ветра, положено действие динамического давления, оказываемого воздушным потоком на расположенную в нем твердую поверхность подвижной приемной части прибора.

Скорость и направление ветра на метеорологических станциях измеряют на высоте 10-12м от поверхности земли. Скорость и направление измеряются двумя различными датчиками, которые обычно конструктивно оформлены в один ветроизмерительный прибор.

ФЛЮГЕР ВИЛЬДА.

Флюгер Вильда (рис. 29.) - это простейший прибор, указателем скорости ветра которого, является свободно подвешенная прямоугольная пластина, а указателем направления флюгарка. Флюгер устанавливают на открытой площадке строго вертикально на деревянном столбе или металлической мачте высотой 10-12м от поверхности земли или на крыше здания. Над крышей он должен возвышаться не менее чем на 4м.

Рис. 29. Флюгер Вильда станционный. 1 – флюгарка; 2 – противовес; 4 - муфта со штифтами направления 3; 5 – доска; 6 - горизонтальная ось; 7 - вертикальная ось; 8 – дуга со штифтами; 9 – несущая рамка; 10 – противовес.

Флюгер состоит из 2 узлов. Один, неподвижно закрепляемый на мачте, собран на вертикальной оси. На нижнем конце оси укреплена муфта с восемью радиально расположенными штифтами, указывающими направление стран света. На конце одного из штифтов укреплена буква «С». Второй, узел подвижный, может свободно вращаться вокруг вертикальной оси, и собран на трубке. Трубка свободно надевается на ось, опираясь на ее верхний заостренный конец. На трубке укреплена флюгарка с противовесом и перпендикулярной ей несущая рамка. В опорах рамки установлена горизонтальная ось, к которой прикреплена доска. Доска может, отклоняться от вертикального положения в сторону хвоста флюгарки. На рамке имеется дуга с восемью штифтами, которым присвоены номера от 1 до 7 и служит шкалой скорости. Под воздействием ветра, флюгарка устанавливается по направлению ветра. При этом весь подвижный узел поворачивается так, что доска оказывается перпендикулярной направлению ветра и отклоняется на тот или иной угол в зависимости от скорости ветра, останавливаясь у соответствующего штифта.

ПОРЯДОК НАБЛЮДЕНИЙ.

Направление ветра определяется по положению противовеса флюгарки относительно горизонтальных штифтов, совпадающими с восемью основными румбами. Для этой цели флюгарка при установке флюгера ориентируется по сторонам света.

Для измерения среднего направления ветра наблюдатель должен, встав около мачты под указателем направления, отметить среднее положение колебаний флюгарки за 12 – 15 сек, определив глазомерно румб.

Скорость ветра определяется по положению доски относительно штифтов дуги. Флюгер имеет две модификации – флюгер с легкой (200г) и тяжелой (800г) доской. Легкая доска обеспечивает измерение скорости до 20м/с, а тяжелая до 40м/с. Положение доски определяется номером штифтов, расположенных по дуге смещения доски.

При измерении скорости ветра наблюдатель должен отойти от столба в направлении, перпендикулярном положению флюгарки, в продолжение 12-15 сек наблюдать за положением доски и отметить среднее положение за это время (номер штифта). Значение скорости ветра определяется согласно таблице 1.

 

Таблица 1 - Определение скорости ветра по положению доски флюгера

 

Положение доски	Скорость ветра (м/с)	Положение доски	Скорость ветра (м/с)
легкая доска	тяжелая доска	легкая доска	тяжелая доска
Штифт 0			Штифт 4
Между штифтами 0 и 1			Между штифтами 4 и 5
Штифт 1			Штифт 5
Между штифтами 1 и 2			Между штифтами 5 и 6
Штифт 2			Штифт 6
Между штифтами 2 и 3			Между штифтами 6 и 7
Штифт 3			Штифт 7
Между штифтами 3 и 4

АНЕМОМЕТР РУЧНОЙ МС-13

Ручной анемометр чашечный со счетным механизмом применяется для измерения средней скорости ветра за какой-либо промежуток времени (рис. 30).

Рис. 30. Анемометр механический МС-13. 1 – вертушка, 2 – ось, 3 – душка, 4 – корпус, 5 – циферблат, 6 – арретир, 7 - ушко, 8 – установочный винт. Это один из простых и точных приборов для измерения скорости ветра в диапазоне от 1 до 20 м/с. Обычно используется интервал осреднения от 1 до 10 минут. Включаться и выключаться прибор может дистанционно с расстояния до 10 метров с помощью шнурка – тяги. Прибор исключительно удобен в полевых условиях, используется он также при градиентных измерениях.

КОНСТРУКЦИЯ И ПРИНЦИП РАБОТЫ МС-13.

Принцип работы МС-13, аналогичен работе механических часов. Приемником анемометра является крестовина с четырьмя полушариями, обращенными выпуклостью в одну сторону, или вертушка 1. Она крепится на металлической оси 2 с системой зубчатых колес, передающих движение трем стрелкам счетного механизма. Циферблат 5 счетного механизма имеет соответственно три шкалы, по которым отсчитывают тысячи, сотни, десятки и единицы оборотов. По показаниям большой стрелки отсчитывают десятки и единицы оборотов. Циферблат имеет 100 делений (от 0 до 100). По показаниям двух маленьких стрелок отсчитывают сотни и тысячи оборотов, соответствующие им циферблаты имеют по 10 делений. На циферблате одной из них написано «сотни», на другой — «тысячи». При полном обороте большой стрелки маленькая стрелка на циферблате с надписью «сотни» повернется на одно деление.

Счетный механизм включается и выключается арретиром, выступающий конец которого расположен сбоку корпуса и имеет вид подвижного кольца 6. Движением арретира 6 вверх (против часовой стрелки) счетчик анемометра включают, а движением вниз (по часовой стрелке) — выключают.

В корпусе прибора по обе стороны арретира 6 ввинчены два ушка 7 для того, чтобы включать и выключать прибор, когда он установлен выше уровня глаз. Для этого к арретиру 6 привязывают шнурок, а концы его пропускают в ушки 7. Если потянуть за шнурок нижнего ушка, то счетный механизм будет отключен, а за шнурок верхнего ушка — включен. В нижней части прибора имеется винт 8 для установки анемометра на деревянном столбе.

ПРОВЕДЕНИЕ НАБЛЮДЕНИЙ.

Перед наблюдением при выключенном счетчике записывают начальные показания, т. е. положение всех трех стрелок на циферблатах (тысячи, сотни, десятки, единицы), и устанавливают анемометр на заданной высоте. Через 1—2 мин, когда скорость вращения полушарий установится, счетчик анемометра включают. Через определенное время (на практике чаще всего анемометр включают на 100с) счетчик выключают и вновь записывают показание прибора (тысячи, сотни, десятки, единицы) и время работы прибора в секундах. Секундомер включают и выключают одновременно с арретиром анемометра. Разность отсчетов D_n делится на разность времени D_t в секундах и находится число оборотов в секунду. По этой величине с тарировочного графика снимается скорость ветра.

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: