Анемометр
Википедия
Август 04, 2021
В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. |
Анемо́метр, ветроме́р (от др.-греч.ἄνεμος — ветер иμετρέω — измеряю) — прибор для измерения скорости движения газов, воздуха в системах, например, вентиляции. В метеорологии применяется для измерения скорости ветра.
Чашечный анемометр
Карманный анемометр
По принципу действия различают механические анемометры, в которых движение газа приводит во вращение чашечное колесо или крыльчатку (подобие воздушного винта), тепловые анемометры, принцип действия которых основан на измерении снижения температуры нагретого тела, обычно накаливаемой проволоки, от движения газа, ультразвуковые анемометры, основаны на измерении скорости звука в газе в зависимости от движения его, так, навстречу ветру скорость звука ниже, чем в неподвижном воздухе, по ветру — наоборот, выше.
- 1Механические анемометры
- 1.1Чашечный анемометр
- 1.2Крыльчатые анемометры
- 2Тепловой анемометр
- 3Ультразвуковой анемометр
- 4См. также
- 5Примечания
- 6Литература
В Викитеке есть полный текст: «Математических забав» Леона Баттисты Альберти |
Описание первого механического анемометра составил около 1450 года Леон Баттиста Альберти в своём труде «Математические забавы» (лат.Ludi rerum mathematicarum), приложив его чертёж. Его действие основывалось на отклонении ветром висящей доски. Похожий анемометр начертил в «Атлантическом кодексе» (лист 675) Леонардо да Винчи тремя десятилетиями позднее Альберти:53.
Чашечный анемометр
Основная статья: Анемометр Фусса
Наиболее распространённый тип анемометра — это чашечный анемометр. Изобретён доктором Джоном Томасом Ромни Робинсоном, работавшим в Арманской обсерватории, в 1846 году. Состоит из четырёх полусферических чашек, симметрично насаженных на крестообразные спицы ротора, вращающегося на вертикальной оси.
Чашечный анемометр с вертикальной осью, расположенный на Скаджит Бэй, штат Вашингтон. Июль—август 2009.
Ветер любого направления вращает ротор со скоростью, пропорциональной скорости ветра.
Робинсон предполагал, что для такого анемометра линейная скорость кругового вращения чашек составляет одну треть от скорости ветра, и не зависит от размера чашек и длины спиц. Проделанные в то время эксперименты это подтверждали. Более поздние измерения показали, что это неверно, т. н. «коэффициент анемометра» (величина, обратная отношению линейной скорости к скорости ветра) для простейшей конструкции Робинсона зависит от размеров чашек и длины спиц и лежит в пределах от двух до чуть более трёх.
Трёхчашечный ротор, предложенный канадцем Джоном Паттерсоном в 1926 году, и последующие усовершенствования формы чашек Бревортом и Джойнером в 1935-м году сделали чашечный анемометр линейным в диапазоне до 100 км/ч (27 м/с) с погрешностью около 3 %. Паттерсон обнаружил, что каждая чашка даёт максимальный вращающий момент, будучи повёрнутой на 45° к направлению ветра. Трёхчашечный анемометр отличается бóльшим вращающим моментом и быстрее отрабатывает порывы, чем четырёхчашечный.
Оригинальное усовершенствование чашечной конструкции, предложенное австралийцем Дереком Вестоном (в 1991 г.), позволяет с помощью того же ротора определять не только скорость, но и направление ветра. Оно заключается в установке на одну из чашек флажка, из-за которого скорость ротора неравномерна в течение одного оборота (половину оборота флажок движется по ветру, половину оборота — против). Определив круговой сектор относительно метеостанции, в котором скорость увеличивается или уменьшается, определяется направление ветра.
Вращение ротора в простейших анемометрах передаётся на механический счётчик числа оборотов. Скорость подсчитывается по числу оборотов за заданное время, например, минуту, таковы ручные анемометры.
В более совершенных анемометрах ротор связан с тахогенератором, выходной сигнал которого (напряжение) подаётся на вторичный измерительный прибор (вольтметр), или используются тахометры, основанные на иных принципах. Такие анемометры сразу показывают мгновенную скорость ветра, без дополнительных вычислений, и позволяют следить за изменениями скорости ветра в реальном времени.
Помимо метеорологических измерений, чашечные анемометры применяются и на башенных подъёмных кранах, для сигнализации об опасном превышении скорости ветра.
Крыльчатые анемометры
В таких анемометрах поток воздуха вращает миниатюрное лёгкое ветровое колесо (крыльчатку), ограждённую металлическим кольцом для защиты от механических повреждений. Вращение крыльчатки через систему зубчатых колёс передаётся на стрелки счётного механизма.
Ручные крыльчатые анемометры применяются для измерения скорости направленного воздушного потока в трубопроводах и коробах вентиляционных устройств для вычисления расхода вентиляционного воздуха в вентиляционных отверстиях, воздуховодах жилых и производственных зданий.
Наиболее распространённые анемометры с крыльчаткой-зондом — это Testo 416, анемометр ИСП-МГ4, анемометр АПР-2 и другие.
Датчик лабораторного теплового анемометра
Принцип работы таких анемометров, часто называемых термоанемометрами, основан на увеличении теплопотерь нагретого тела при увеличении скорости обдувающего более холодного газа — изменение числа Нуссельта.
Это явление всем знакомо, известно, что при неизменной температуре в ветреную погоду ощущение холода сильнее при большей скорости ветра.
Конструктивно представляет собой открытую тонкую металлическую проволоку (нить накаливания), нагреваемую выше температуры среды электрическим током. Проволока изготавливается из металла с положительным температурным коэффициентом сопротивления — из вольфрама, нихрома, платины, серебра и т. п.)
Сопротивление нити изменяется от изменений температуры, таким образом по сопротивлению можно измерить температуру. Температура определённым образом зависит от скорости ветра, плотности воздуха, его влажности.
Проволока термодатчика включается в электронную схему. В зависимости от метода включения датчика различают приборы с стабилизацией тока проволоки, стабилизацией напряжения и с термостатированием проволоки. В первых двух методах характеристикой скорости является температура проволоки, в последнем — мощность, необходимая для термостабилизации.
Термоанемометры широко используется практически во всех современных автомобилях в качестве датчика массового расхода воздуха (ДМРВ).
Недостатки термоанемометров — низкая механическая прочность, так как применяемая проволока очень тонкая, другой недостаток — нарушение калибровки из-за загрязнения и окисления горячей проволоки, но, так как они практически безынерционны, широко применяются в аэродинамических экспериментах для измерения локальной турбулентности и пульсаций потока.
Трёхмерный ультразвуковой анемометр GILL WindMaster
Принцип действия анемометров ультразвукового типа основан на измерении скорости звука, которая изменяется в зависимости от ориентации вектора движения воздуха (направления ветра) относительно пути распространения звука.
Существуют двухкомпонентные ультразвуковые анемометры — измеряют помимо скорости и направление ветра по частям света — направление горизонтального ветра и трёхкомпонентные ультразвуковые анемометры — измерители всех трёх компонент вектора скорости воздуха.
Скорость звука в таких анемометрах измеряется по времени прохода ультразвуковых импульсов между фиксированным расстоянием от излучателя до ультразвукового микрофона, затем измеренные времена пересчитываются в две или три компоненты скорости движения воздуха.
Так как скорость звука в воздухе зависит ещё от температуры (возрастает пропорционально корню квадратному из абсолютной температуры), в ультразвуковых анемометрах обязательно есть термометр, по показаниям которого вносятся поправки в вычисления скорости ветра.
Многие современные модели электронных анемометров позволяют измерять не только скорость ветра (это основное предназначение прибора), но и снабжены дополнительными удобными сервисными функциями — вычисления объёмного расхода воздуха, измерения температуры воздуха (термоанемометр), влажность воздуха (термоанемометр с функцией измерения влажности).
Российскими предприятиями также выпускаются многофункциональные приборы, которые содержат в себе функции как термоанемометра, так и гигрометра (измерение влажности) и манометра (измерение дифференциального давления в воздуховоде). Например, метеометр МЭС200, дифманометр ДМЦ01М. Такие приборы используются при создании, обследовании, ремонте, поверке вентиляционных шахт в зданиях любого типа.
Как правило, все выпускаемые на территории РФ анемометры подлежат обязательной сертификации и государственной поверке, так как являются средствами измерения.
Некоторые народные умельцы делают самодельные анемометры для собственных бытовых нужд, например, для сада-огорода.
- Анеморумбограф
- Шкала Бофорта
- Ветромер // Толковый словарь русского языка: В 4 т / Под ред. Д. Н. Ушакова. — М.: Гос. ин-т «Сов. энциклопедия»; ОГИЗ, 1935. — Т. 1.
- Самойлов, К. И.Ветромер // Морской словарь. — М. —Л.: Госвоенморздат, 1941.
- Leon Battista Alberti. . — Bari: Gius. Laterza & Figli, 1973. — Vol. 3. — P. 171.
- Allison Lee Palmer. . — Rowman & Littlefield, 2019. — P. 76.
- Валентин Власов. (рус.) // Наука и жизнь. — 2019. —№ 1. —С. 50—59.
Анемометр:
- Значения в Викисловаре
- Медиафайлы на Викискладе
- Анемология // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- Воейков А. И.Ветер // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
Анемометр
Анемометр – прибор для измерения скорости и направления ветра . Это также обычный инструмент метеостанции . Этот термин происходит от греческого слова anemos , что означает ветер , и используется для описания любого прибора измерения скорости ветра, используемого в метеорологии . Первое известное описание анемометра дал Леон Баттиста Альберти в 1450 году.
Анемометр мало изменился с момента его разработки в 15 веке. Говорят, что Леон Баттиста Альберти (1404–1472) изобрел первый механический анемометр около 1450 года. В последующие века многие другие, в том числе Роберт Гук
(1635–1703), разработали свои собственные версии, причем некоторые из них ошибочно считались изобретателями. В 1846 году Джон Томас Ромни Робинсон (1792–1882) усовершенствовал конструкцию, применив четыре полусферические чашки и механические колеса. В 1926 г. канадский метеоролог Джон Паттерсон (3 января 1872 г. – 22 февраля 1956 г.) разработал трехчашечный анемометр, который был усовершенствован Бревуртом и Джойнером в 1935 г. В 1991 г. Дерек Уэстондобавлена возможность измерения направления ветра. В 1994 году Андреас Пфлич разработал звуковой анемометр.
Простой тип анемометра был изобретен в 1845 году преподобным доктором Джоном Томасом Ромни Робинсоном из обсерватории Армы . Он состоял из четырех полусферических стаканов, закрепленных на горизонтальных рычагах, которые крепились на вертикальном валу. Поток воздуха, проходящий мимо чашек в любом горизонтальном направлении, вращал вал со скоростью, примерно пропорциональной скорости ветра. Поэтому подсчет оборотов вала за заданный интервал времени давал значение, пропорциональное средней скорости ветра для широкого диапазона скоростей. Его также называют ротационным анемометром.
На анемометре с четырьмя чашечками легко видеть, что, поскольку чашечки расположены симметрично на концах плеч, ветер всегда имеет представленную ему полость одной чашечки и дует на тыльную сторону чашечки противоположного конца. конец креста. Поскольку полая полусфера имеет коэффициент аэродинамического сопротивления 0,38 на сферической стороне и 1,42 на полой стороне, [2] больше силы создается на чаше, которая подставляет свою полую сторону ветру. Из-за этой асимметричной силы на оси анемометра создается крутящий момент , заставляющий его вращаться.
Теоретически скорость вращения анемометра должна быть пропорциональна скорости ветра, поскольку сила, действующая на объект, пропорциональна скорости обтекающей его жидкости. Однако на практике на скорость вращения влияют и другие факторы, в том числе турбулентность, создаваемая устройством, увеличение сопротивления крутящему моменту, создаваемому чашками и опорными рычагами, и трение в точке крепления. Когда Робинсон впервые сконструировал свой анемометр, он утверждал, что чашки движутся на одну треть скорости ветра, и на это не влияют размер чашки или длина руки. По-видимому, это было подтверждено некоторыми ранними независимыми экспериментами, но это было неверно. Вместо этого соотношение скорости ветра и скорости чашек,
Анемометр с тремя чашками, разработанный канадцем Джоном Паттерсоном в 1926 году, и последующие усовершенствования чашки компанией Brevoort & Joiner из США в 1935 году привели к конструкции чашечного колеса с почти линейной характеристикой и имели погрешность менее 3% до 60 миль в час.
(97 км/ч). Паттерсон обнаружил, что каждая чашка создает максимальный крутящий момент, когда она находится под углом 45° к потоку ветра. Анемометр с тремя чашками также имел более постоянный крутящий момент и быстрее реагировал на порывы ветра, чем анемометр с четырьмя чашками.Полусферический чашечный анемометр, изобретенный в 1846 году Джоном Томасом Ромни Робинсоном .
Анимация чашечного анемометра
Датчик горячей проволоки
Чертеж лазерного анемометра. Лазерный свет излучается (1) через переднюю линзу (6) анемометра и обратно рассеивается на молекулах воздуха (7). Обратнорассеянное излучение (точки) повторно попадает в прибор, отражается и направляется в детектор (12).
2D ультразвуковой анемометр с 3 путями
3D ультразвуковой анемометр
Акустический резонансный анемометр
Принцип акустического резонанса
Экскурсия по клубу Britannia Yacht Club , берджи и анемометр на крыше
Трубчатый анемометр, изобретенный Уильямом Генри Дайнсом. Подвижная часть (справа) установлена на неподвижной части (слева).
Инструменты в обсерватории Маунт Вашингтон . Статический анемометр с трубкой Пито находится справа.
Заостренная головка – это порт Пито. Маленькие отверстия подключены к статическому порту.
анемометр — Викисловарь
Содержание
- 1 Английский
- 1.1 Альтернативные формы
- 1.2 Этимология
- 1.3 Произношение
- 1.4 Существительное
- 1.4.1 Синонимы
- 1.4.2 Производные термины
- 1.4.3 Связанные термины
- 1.4.4 Переводы
- 1.4.5 Дополнительная литература
- 1.5 Анаграммы
- 2 голландский
- 2.1 Этимология
- 2.2 Произношение
- 2.3 Существительное
- 3 Норвежский букмол
- 3.1 Существительное
- 3.2 Каталожные номера
- 4 Норвежский нюнорск
- 4. 1 Существительное
- 4.2 Каталожные номера
Английский[править]
Анемометр.
Альтернативные формы
- анемометр (нестандартный)
Этимология
Произношение[править]
- (Полученное произношение) IPA (ключ) : /ænɪˈmɒmətə/, /ænɪˈmɒmɪtə/
- (США) IPA (ключ) : /ænɪˈmɑːmətɚ/
Audio (US) (file)
Noun[edit]
anemometer ( plural anemometers )
- (метеорология) Прибор для измерения и регистрации скорости ветра, анемометр.
Синонимы[править]
- анемометр
- анемометр
Производные термины
Переводы[править]
прибор для измерения и регистрации скорости ветра
|
|
Дополнительное чтение [РЕДАКТИРОВАТЬ]
- Анемметр на Википедии. Wikipedia
ANAGRAMS [РЕДАКТИРОВАТЬ]
- AnemomeTre
9
- 09
- . . Эта этимология неполная. Вы можете помочь Викисловарю, уточнив происхождение этого термина.
Аудио (файл) - Gyphenation: Ane‧mo‧me‧ter
Произношение0010
существительное [править]
Анемметр M ( Plural ANEMOMETERS , DIMINUTIVE ANEMOMETERS , DIMINETIVITION
- (метеорология) анемометр, анемометр [с конца 18 в.]
Норвежский букмол[править]
В норвежской Википедии есть статья о:
anemometer
Wikipedia no
Noun[edit]
anemometer n ( definite singular anemometeret or anemometret , indefinite plural anemometer или анемометр , определенное множественное число анемометра или анемометрен )
- (метеорология) анемометр
Ссылки[править]
- «анемометр» в Букмол словарь .
Norwegian Nynorsk[edit]
Norwegian Nynorsk Wikipedia has an article on:
vindmålar
Wikipedia nn
Noun[edit]
anemometer n ( definite singular анемометр , неопределенное множественное число анемометр , определенное множественное число анемометра )
- (метеорология) анемометр
Список литературы
- , EDIMEL
анемометр | Национальное географическое общество
Анемометр — это прибор, измеряющий скорость и давление ветра. Анемометры являются важными инструментами для метеорологов, которые изучают погодные условия. Они также важны для работы физиков, изучающих движение воздуха.
Самый распространенный тип анемометра имеет три или четыре чашки, прикрепленные к горизонтальным рычагам. Руки крепятся к вертикальной штанге. Когда дует ветер, чашки вращаются, заставляя стержень вращаться. Чем сильнее дует ветер, тем быстрее крутится удочка. Анемометр подсчитывает количество оборотов или оборотов, которые используются для расчета скорости ветра. Поскольку скорость ветра непостоянна — бывают порывы и затишья — скорость ветра обычно усредняется за короткий период времени.
Подобный тип анемометра подсчитывает количество оборотов, совершаемых лопастями ветряной мельницы. Стержень ветряных анемометров вращается горизонтально.
Другие анемометры рассчитывают скорость ветра по-разному. Анемометр с термоанемометром использует тот факт, что воздух охлаждает нагретый объект, когда он проходит над ним. (Вот почему ветерок освежает в жаркий день.) В анемометре с термоанемометром тонкая проволока с электрическим нагревом помещается на ветер. Количество энергии, необходимое для поддержания температуры провода, используется для расчета скорости ветра. Чем выше скорость ветра, тем больше энергии требуется для поддержания постоянной температуры провода.
Скорость ветра также можно определить путем измерения атмосферного давления. (Само давление воздуха измеряется прибором, называемым барометром.) Трубчатый анемометр использует давление воздуха для определения давления или скорости ветра. Трубчатый анемометр измеряет давление воздуха внутри стеклянной трубки, закрытой с одного конца. Сравнивая давление воздуха внутри трубы с давлением воздуха снаружи трубы, можно рассчитать скорость ветра.
Другие анемометры работают, измеряя скорость звуковых волн или направляя лазерные лучи на мельчайшие частицы в ветре и измеряя их воздействие.
Использование анемометров
Анемометры используются почти на всех метеостанциях, от холодных арктических до теплых экваториальных регионов. Скорость ветра помогает указать на изменение погодных условий, например на приближающийся шторм, что важно для пилотов, инженеров и климатологов.
Аэрокосмические инженеры и физики часто используют лазерные анемометры.