Ветер как явление природы известен каждому еще с раннего детства. Он радует свежим дуновением в знойный день, гоняет корабли по морю, а может и гнуть деревья, и ломать крыши на домах. Основным характеристиками, которые определяют ветер, являются его скорость и направление.
С научной точки зрения, ветром называется передвижение воздушных масс в горизонтальной плоскости. Такое движение возникает потому, что имеет место разность атмосферного давления и тепла между двумя точками. Воздух передвигается из областей высокого давления в те области, где уровень давления ниже. В результате и возникает ветер.
Характеристики ветра
Для того чтобы охарактеризовать ветер, используют два основных параметра: направление и скорость (силу). Направление определяется стороной горизонта, с которой он дует. Оно может указываться в румбах, в соответствии с 16-румбовой шкалой. Согласно ей, ветер может быть северным, юго-восточным, северо-северо-западным и так далее. может также измеряться в градусах, относительно линии меридиана. По этой шкале север определяется как 0 или 360 градусов, восток - 90 градусов, запад - 270 градусов, а юг - 180 градусов. В свою очередь, измеряют в метрах в секунду или в узлах. Узел равен приблизительно 0,5 километра в час. Сила ветра измеряется также в баллах, в соответствии со шкалой Бофорта.
В соответствии с которой определяется сила ветра
Эта шкала была введена в обращение в 1805 году. А в 1963 году Всемирная метеорологическая ассоциация приняла градацию, которая действует по сей день. В ее рамках 0 баллов соответствует штилю, при котором дым будет подниматься вертикально вверх, а листья на деревьях остаются неподвижными. Сила ветра в 4 балла соответствует умеренному ветру, при котором на поверхности воды образуются небольшие волны, могут колыхаться тонкие ветви и листья на деревьях. 9 баллов соответствуют штормовому ветру, при котором могут гнуться даже большие деревья, срываться черепица с крыш, подниматься высокие волны на море. И максимальная сила ветра в соответствии с этой шкалой, а именно - 12 баллов, приходится на ураган. Это - явление природы, при котором ветер причиняет серьезные разрешения, могут быть обрушены даже капитальные здания.
Использование силы ветра
Сила ветра достаточно широко используется в энергетике как один из восполнимых природных источников. С незапамятных времен человечество использовало этот ресурс. Достаточно вспомнить или парусные суда. Ветряки, с помощью которых ветра преобразуется для дальнейшего использования, широко применяются в тех местах, для которых характерны постоянные сильные ветры. Из различных областей применения такого явления как сила ветра, стоит упомянуть также аэродинамическую трубу.
Ветер - природное явление, которое может приносить удовольствие или разрушения, а также быть полезным для человечества. А конкретное действие его зависит от того, насколько большой окажется сила (или скорость) ветра.
Для изготовления прибора, который измеряет скорость воздушного потока, потребуются подручные средства. К примеру, в качестве лопастей анемометра можно использовать половинки пластиковых пасхальных яиц. Также обязательно потребуется компактный бесщеточный двигатель на постоянных магнитах. Главное, чтобы сопротивление подшипников на валу моторчика было минимальным. Такое требование обусловлено тем, что ветер может быть совсем слабым, и тогда вал двигателя просто не будет проворачиваться. Для создания анемометра сгодится двигатель от старого жесткого диска.
Главная трудность при сборке анемометра заключается в том, чтобы сделать сбалансированный ротор. Двигатель потребуется установить на массивное основание, а на его ротор насадить диск из толстого пластика. Затем из пластиковых яиц нужно аккуратно вырезать три одинаковые полусферы. Они закрепляются на диске при помощи шпилек или стальных стержней. При этом диск предварительно надо разделить на сектора по 120 градусов.
Балансировку рекомендуется проводить в помещении, где полностью отсутствуют всякие движения ветра. Ось анемометра должна находиться в горизонтальном положении. Подгонку веса обычно выполняют с помощью надфилей. Смысл в том, чтобы ротор останавливался в любом положении, а не в одном и том же.
Калибровка прибора
Самодельный прибор обязательно должен быть откалиброван. Для калибровки лучше всего использовать автомобиль. Но понадобится какая-то мачта, чтобы не попал в зону возмущенного воздуха, создаваемого автомобилем. В противном случае показания будут сильно искажены.
Калибровку следует проводить только в безветренный день. Тогда процесс не затянется. Если же будет дуть ветер, придется долго ездить по дороге и вычислять средние значения скорости ветра. Нужно учитывать, что скорость спидометра измеряется в км/ч, а скорость ветра в м/с. Соотношение между ними – 3,6. Это значит, что показания спидометра потребуется разделить на это число.
Некоторые люди в процессе калибровки используют диктофон. Можно просто надиктовать показания спидометра и анемометра на электронное устройство. В вы сможете создать новую шкалу для своего самодельного анемометра. Только с помощью правильно откалиброванного прибора можно получить достоверные данные о ветровой обстановке в необходимой зоне.
Ветер - это тот природный фактор, с которым человек не может не считаться. Сила ветра оказывает влияние на скорость движения морских судов, хотя на них давно уже нет парусов. Ветер позволяет или препятствует работе высотных кранов, крутит мельничные жернова, дает электричество. Ветер может нанести катастрофические разрушения.
Вам понадобится
- - Флюгер-анемометр;
- - ручной анемометр;
- - секундомер;
- - переводные таблицы.
Инструкция
Самый распространенный способ определения силы ветра
,можно сказать - это установка на крыше или на отдельно стоящей мачте флюгера- .
Такие устройства выпускаются нашей промышленностью. В массовом и обязательном порядке во СССР они поставлялись во все для обустройства метеорологических площадок.
При желании вы можете сделать подобный флюгер-анемометр . Скорость ветра
здесь определяется величиной отклонения шарнирно закрепленной металлической доски относительно восьми штифтов.
По таблице затем определяют скорости ветра
, соответствующей штифту сектора.
Вытащите из испорченных наушников магнит. В них применяются магниты двух типов: черные кольцевые и серебристые, похожие на таблетки. Подойдет только магнит второго типа. Ни в коем случае не допускайте его глотания детьми и домашними животными!
Обычную пальчиковую (лучше солевую, поскольку ее внутреннее сопротивление больше, что безопаснее) возьмите в левую руку и расположите вертикально плюсом вниз. Ни в коем случае не используйте или литиевую батарейку. К положительному контакту примагнитьте острие гвоздя или , чтобы шляпка с магнитом свисала вниз. Большим пальцем левой руки прижмите к отрицательной клемме батарейки кусок провода.
Правой рукой противоположный конец провода слегка прижмите сбоку к магниту, и он начнет вращаться. Подержите двигатель в таком состоянии несколько секунд, затем отключите, иначе он нагреется. Не касайтесь движущихся частей и не давайте двигателю набирать повышенные обороты. Во всех случаях, почувствовав малейший нагрев, немедленно отключайте моторчик.
Переверните магнит и повторите опыт. Вы обнаружите, что моторчик вращается в противоположную сторону.
Теперь попробуйте изменить полярность батарейки. Вы обнаружите, что это приведет к тому же эффекту - вращения изменится на противоположное. Если же перевернуть одновременно и батарейку , ничего не изменится - сработает принцип «минус на минус дает плюс».
Видео по теме
Источники:
- Униполярный двигатель в 2019
Небольшой ветровой генератор способен снабжать энергией потребитель мощностью до одного ватта. Этого вполне достаточно для освещения туристической палатки. Основой для такого генератор а послужит моторчик от старой детской игрушки.
Инструкция
Возьмите деревянную рейку шириной около 5 сантиметров, длиной порядка метра и толщиной примерно в 2 сантиметра. К одному из ее концов прибейте пластмассовую баночку такого диаметра, чтобы моторчик входил в нее туго. Предварительно снимите с нее крышку. Дно баночки при этом должно быть обращено к рейке. Поскольку
Анемометр это метеорологический прибор при помощи котрого измеряют скорость воздушных потоков и ветра. Был изобретён в 1667 году. Современные анемометры, помимо скоростных характеристик воздушных масс, измеряют температуру воздуха.
Классификация анемометров и принцип их работы
Существует множество разновидностей анемометров, однако чаще всего для измерений используют:
- чашечный;
- крыльчатый;
- ультразвуковой.
Чашечный анемометр
Чашечный анемометр имеет самую простую конструкцию: подвижный элемент с четырьмя лопастями. Как только ветер на них воздействует, ось начинает вращаться и передавать данные измерительному прибору. Он фиксирует число вращений лопастей за конкретный период времени. Анемометр этого типа идеально подходит для использования на открытой местности, поэтому ценится метеорологами.
Крыльчатый анемометр
Крыльчатый анемометр наиболее распространен среди приборов, измеряющих скорость воздушных масс. Он состоит из крыльчатки, защищенной кольцом, и соединенной напрямую либо гибким проводом с измерительным прибором. Такая конструкция позволяет использовать его для регистрации скорости воздуха в труднодоступных местах.
Ультразвуковой анемометр
Ультразвуковой анемометр реже других используют для измерения скорости ветра. Как уже понятно из названия, он измеряет скорость звука в помещении, которая меняется в зависимости от направления перемещения воздушных масс.
Двухкомпонентные устройства помимо скорости ветра могут определять, куда он движется в зависимости от частей света. Скорость звука в такой аппаратуре зависит от времени преодоления ультразвуковыми импульсами расстояния от излучателя до ультразвукового микрофона. Практически все анемометры работают от заряжаемых аккумуляторов или батареек.
Сфера применения анемометров
Современная цифровая аппаратура укомплектовывается жидкокристаллическим дисплеем. На него и выводится результат измерений. Можно выбрать в каких единицах отображать скорость ветра, а иногда подключить девайс к компьютеру, собирать данные, синхронизировав анемометр с временем ПК, или выгрузить собранную информацию в отдельный файл.
Крыльчатый анемометр применяют в строительстве для определения скорости перемещения воздушных масс в вентиляции, трубах и шахтах. Также этот прибор используют в сельском хозяйстве для проверки систем кондиционирования помещений. Своевременная диагностика скорости перемещения воздушных масс поможет предотвратить различные заболевания у животных и остановить либо предупредить распространение инфекции. Большинство современных моделей анемометров вычисляют скорость ветра, объём воздушных масс и даже влажность воздуха.
Видео от «Pro Shop»: Анемометр — прибор для измерения скорости ветра
К сожалению, достаточно часто на кайт спотах можно наблюдать такую картину: новичок запускает кайт в небо и не может справиться с тягой, даже в краю ветрового окна, где она минимальна. А подняв купол над головой в зенит такого горе-кайтера начинает не контролируемо выдергивать в небо. На кайтерской фене такое понятие даже имеет свой собственный термин — «чайный пакетик». Всё это может очень плохо закончиться для новичка.
Чтобы не попадать в подобную ситуацию, необходимо четко следовать рекомендациям производителя по поводу соответствия площади Вашего купола силе ветра, в котором его можно использовать.
А чтобы определить силу (скорость) ветра, кайтеры используют специальные измерительные приборы — анемометры, или проще говоря по кайтфене — машинка, приборчик, ананимитр:)
Обзор анемометров JDC Electronic
Лидером рынка в производстве анемометров является швейцарская фирма JDC Electronic, которая занимается разработкой измерителей ветра уже более четверти века. За это время её продукция по праву завоевала огромную популярность у людей для которых вопрос ”А сколько ДУЕТ? “ имеет важное значение.
Среди огромного разнообразия моделей JDC для нас интересны индивидуального типа. В линейке JDC они представлены двумя основными группами по виду механизма, определяющего силу ветра – крыльчатые и чашечные.
Крыльчатку (маленький пропеллер диаметром 12-17 мм, установленный вертикально) нужно распологать по потоку для точного определения силы ветра, а чашка (пропеллер диаметром 54 мм, установленный горизонтально) этого не требует.
Крыльчатые анемометры JDC
Из крыльчатых анемометров последних лет настоящий хит – . Направляем прибор по ветру и получаем на экране главные цифирки, которые нам нужны: скорость и максимальный порыв. Как и все модели Xplorer`ов, этот анемометр очень небольшой и легкий – всего 50 грамм. К приборчику прикреплен шнурок, его удобно повесить на шею и пользоваться при необходимости. Есть подсветка дисплея. Серия анемометров Xplorer не боится брызг и полного купания в воде.
- флюгер с легкой доской,
- флюгер с тяжелой доской (для измерения скорости сильных ветров),
- анемометр чашечный (для измерения скорости ветра на высоте 2 метра от уровня земли),
- дистанционный прибор-Анеморумбометр (для измерения скорости и направления ветра).
Бес прибора измерить не выйдет. Вам по любому нужен анемометр чашечный или U-образный манометр. В первом случае регистрируется скорость вращения лопастного колеса, во втором случае регистрируется перепад давления на манометре. Есть другие способы, но они весьма сложнее.
Скорость ветра учеными-метеорологами измеряется с помощью специальных приборов анемометров, но для обычного человека такой способ не доступен. Поэтому чаще всего скорость ветра определяется просто на глазок, по внешним проявлениям силы ветра. Например по дыму из трубы или качанию веток деревьев. Неплохой способ определить скорость ветра с помощью обычной бумажки которую пускают по ветру, обычно с небольшого возвышения и отмеряют расстояние которое бумажка пролетит за определенное время. Далее находится средняя скорость ветра по формуле V=S/t. Конечно этот способ весьма приблизительный, но дает некое представление о силе ветра.
Лучшим и наиболее точным способом будет измерение с помощтю анемометр.Этот прибор покрыт четырьмя чашечками по сторонам света.Они вращаются даже от маленького дуновения ветра.Чтобы увидеть направление ветра используют флюгер.Это по сути обычная конусообразная ткань
Самый первый прибор, который люди придумали для измерения скорости ветра, назывался анемометр. Он был изобретн в 1667 году в Англии. Изобретатель Роберт Хук. После этого появилось много видов анемометров. Но чаще всего использовался с несколькими алюминиевыми чашечками на оси. Чашечки могли свободно вращаться от ветра. Подсчитав обороты чашечек, определяли скорость ветра.
Люди научились летать, и тогда появилась потребность измерять скорость ветра на высоте. Для этого использовали воздушные шарики. За ними наблюдали с помощью теодолитов, специальных оптических приборов. Этот способ был плох тем, что набежавшие тучи могли закрыть шары. В 1941 году был изобретн радар. Он мог следить за шаром даже через тучу.
В самолетах скорость измеряют с помощью трубки Пито-Прандтля. Метод основан на измерении динамического напора воздуха.
Самый известный и простой способ измерения скорости ветра, это анемометр, который можно и самому смастерить, прикрепив четыре чашечки из металла к доске, которые вращаются при любом ветре, обычно они установлены на высоте не меньше чем 1 метр от земли.
Чтобы измерить скорость ветра, нужно иметь в своем распоряжении прибор, который называется анемометр (они бывают разной конструкции: мельничный, чашечный) или флюгер Вильда.
У нас на местной метеостанции пользуются флюгером Вильда, в одной из программ по ТВ показывали и рассказывали. По отклонению вертикально висящей металлической доски (флюгер Вильда) или по скорости вращения вертушек (анемометр) можно и определить скорость ветра.
Также можно измерить скорость ветра Трубкой Пито или термоанемометром.
На метеостанциях с определенной точки отпускают в свободный полет воздушный шар и засекают время. Потом измеряют расстояние на которое улетел шар и сообщают нам скорость ветра в метрах на минуту. Более точно измеряют с помощью анемометра.
Да без прибора никак нельзя вычеслить точное измерение скорости ветра, обычно используют анемометр в нем стоит колесик который крутится при попадании туда потоков воздуха. А так примерно посмотреть сильный ветер или слабый можно с помощью обычного флюгера.
Самый простой прибор используют грамотные агрономы. Клочок бумажки, обычно газеты, (отрывается по подушке большого пальца руки) площадью примерно 1 кв. см просто отпускается по ветру с высоты 1 м (примерно, чуть ниже пояса, но зависит от роста конкретного индивида). От места отпуска бумажки в полет до места, где бумажка коснулась земли измеряется расстояние (опытный агроном легко делает это шагами) и число полученных метров равно скорости ветра выраженной в м/с. Таким образом, в поле не нужны никакие дополнительные приборы, а уж тем более метеостанции. Кто желает, легко может попрактиковаться и проверить.
Скорость ветра можно измерить с помощью вот таких приборов:
