¿Cómo se llama el instrumento que mide la fuerza del viento?
Anemómetro.
Suele dividirse en tipo pala (tipo ventana) y tipo copa de viento. La estación meteorológica utiliza un tipo de copa de viento, que generalmente se instala en un poste a 10 metros del suelo, y el área circundante debe estar abierta. Según la velocidad de rotación de la copa de viento dentro de un cierto período de tiempo, se puede calcular la velocidad promedio.
El principio básico del anemómetro es colocar un alambre metálico delgado en el fluido y pasar corriente para calentar el alambre de modo que su temperatura sea mayor que la temperatura del fluido. Por lo tanto, el anemómetro de alambre metálico es. llamado "cable caliente" ". Cuando el fluido fluye a través del alambre metálico en dirección vertical, quitará parte del calor del alambre metálico, lo que hará que la temperatura del alambre metálico baje.
Según la teoría del intercambio de calor por convección forzada, se puede derivar que existe una relación entre el calor Q perdido por el alambre caliente y la velocidad v del fluido. Una sonda de alambre caliente estándar consta de un alambre corto y delgado estirado entre dos soportes. El alambre metálico suele estar hecho de metales con altos puntos de fusión y buena ductilidad, como platino, rodio y tungsteno.
El cable comúnmente utilizado tiene un diámetro de 5 μm y una longitud de 2 mm; la sonda más pequeña tiene un diámetro de solo 1 μm y una longitud de 0,2 mm. Según los diferentes usos, las sondas de alambre caliente también se fabrican en alambres dobles, alambres triples, alambres oblicuos, formas de V, formas de X, etc. Para aumentar la resistencia, a veces se utiliza una película metálica en lugar de un alambre metálico. Generalmente se pulveriza una película metálica delgada sobre un sustrato térmicamente aislante, lo que se denomina sonda de película caliente.
La sonda de hilo caliente debe calibrarse antes de su uso. La calibración estática se lleva a cabo en un túnel de viento estándar especial, y la relación entre la velocidad del flujo y el voltaje de salida se mide y se dibuja en una curva estándar. La calibración dinámica se lleva a cabo en un campo de flujo pulsante conocido o agregando un circuito de calefacción al; anemómetro. La última señal eléctrica pulsante se utiliza para verificar la respuesta de frecuencia del anemómetro de hilo caliente. Si la respuesta de frecuencia no es buena, se puede utilizar el circuito de compensación correspondiente para mejorarla.
El rango de medición de la velocidad del flujo de 0 a 100 m/s se puede dividir en tres secciones: velocidad baja: 0 a 5 m/s; velocidad media: 5 a 40 m/s; velocidad alta: 40 a 100 m/s; s. La sonda térmica del anemómetro se utiliza para mediciones precisas de 0 a 5 m/s; la sonda giratoria del anemómetro es ideal para medir caudales de 5 a 40 m/s y el tubo pitot se utiliza para obtener los mejores resultados en el; resultado de alta velocidad.
Un criterio adicional para seleccionar correctamente la sonda de velocidad de flujo de un anemómetro es la temperatura. Normalmente la temperatura de funcionamiento del sensor térmico de un anemómetro es de aproximadamente +-70C. La sonda de rueda del anemómetro especial puede alcanzar los 350°C. El tubo de Pitot se utiliza por encima de +350 °C.
Tipos
1. Anemómetro de copa
En 1845, el Dr. John Thomas Romney Robinson del Observatorio Armagh inventó un tipo simple de anemómetro. Consta de cuatro copas hemisféricas montadas sobre brazos horizontales, que se montan sobre un eje vertical. El flujo de aire a través de la copa en cualquier dirección horizontal hace girar el eje a una velocidad aproximadamente proporcional a la velocidad del viento.
Así, contar el número de revoluciones del eje durante un intervalo de tiempo determinado produce un valor proporcional a la velocidad media del viento en un amplio rango de velocidades. También se le conoce como anemómetro giratorio.
2. Anemómetro de paletas
Una de las otras formas de anemómetros de velocidad mecánicos es el anemómetro de paletas. Puede describirse como un molino de viento o un anemómetro de hélice. A diferencia del anemómetro Robinson, cuyo eje de rotación es vertical, el eje de un anemómetro de veleta debe ser paralelo a la dirección del viento y por tanto horizontal. Además, dado que la dirección del viento cambia y el eje debe seguir su cambio, se debe emplear una veleta o algún otro dispositivo para lograr el mismo propósito.
Por lo tanto, un anemómetro de pala combina la hélice y la cola en el mismo eje, lo que da como resultado mediciones exactas y precisas de la velocidad y dirección del viento desde el mismo instrumento. La velocidad del ventilador se mide con un tacómetro y un chip electrónico la convierte en velocidad del viento. Por lo tanto, si se conoce el área de la sección transversal, se puede calcular el caudal volumétrico.
3. Anemómetro de placas
Este es el primer anemómetro moderno. Consisten en una placa plana suspendida desde arriba para que el viento desvíe la placa plana. El primer anemómetro mecánico fue inventado en 1450 por el arquitecto artístico italiano Leon Battista Alberti; en 1664 fue utilizado por Robert Hooke (a quien a menudo se confunde con el inventor del primer anemómetro).
Las versiones posteriores de esta forma consistían en una placa plana, cuadrada o redonda, sostenida perpendicular al viento por una veleta. La presión del viento en su frente se equilibra con resortes.
La compresión del resorte determina la fuerza real ejercida por el viento sobre la tabla, que puede leerse en un medidor adecuado o en una grabadora.
Este instrumento no responde a vientos pequeños, da lecturas inexactas a vientos fuertes y responde lentamente a vientos variables.