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風(fēng)速是指風(fēng)流在單位時間內(nèi)流過的距離;風(fēng)力是指風(fēng)吹到物體上時表現(xiàn)的力量大小。風(fēng)速沒有等級,風(fēng)力才有等級,風(fēng)速是風(fēng)力等級劃分的依據(jù)。一般來講,風(fēng)速越大,風(fēng)力等級越高,風(fēng)的破壞力就越大。
風(fēng)力與風(fēng)速是氣象研究的重要指數(shù),也是人們關(guān)注的重點要素。其不僅對人們的日常各類活動有很大的影響,對于氣象研究、航海等工作更具重要意義,所以提前測好風(fēng)速風(fēng)向,有利于各項活動地順利開展。
二、測量風(fēng)速、風(fēng)向有哪些方法呢?
根據(jù)測量原理為大家介紹以下幾類方法:傳統(tǒng)測量、機(jī)械式、超聲波式、與量熱式等。
傳統(tǒng)測量法
1、風(fēng)向測量:使用風(fēng)向標(biāo)
風(fēng)向標(biāo)對的風(fēng)向箭頭指在哪個方向,就表示當(dāng)時刮什么方向的風(fēng)。風(fēng)向標(biāo)和氣流方向有一定的夾角時,氣流對風(fēng)向標(biāo)尾翼產(chǎn)生一個壓力。其大小正比于風(fēng)標(biāo)幾何形狀在氣流方向垂直面上的投影,風(fēng)標(biāo)頭部迎風(fēng)面積小,尾翼迎風(fēng)面積大,由這個壓力差產(chǎn)生風(fēng)壓使風(fēng)標(biāo)繞垂直軸旋轉(zhuǎn),直到風(fēng)標(biāo)與氣流平行。從風(fēng)向標(biāo)與固定主方位指示桿之間的相對位置就可以很容易觀測出風(fēng)向。
2、風(fēng)速測量:使用測風(fēng)器
測風(fēng)器上有一塊長方形的風(fēng)壓板,風(fēng)壓板旁邊裝一個弧形框子,框上有長短齒。風(fēng)壓板揚起所過長短齒的數(shù)目,表示風(fēng)力大小,風(fēng)力越大表示風(fēng)速等級越高。
機(jī)械式測風(fēng)
機(jī)械式測風(fēng)如風(fēng)表測風(fēng),外表如同機(jī)械手表形狀,一般被用測量井巷的風(fēng)。需先估算風(fēng)速,然后用風(fēng)標(biāo)和秒表,將風(fēng)表指針與秒表回零,然后使風(fēng)表迎著風(fēng)流,并與風(fēng)流方向垂直,風(fēng)表空轉(zhuǎn)30s后同時打開風(fēng)表和秒表開關(guān),開始測定。需注意在同一斷面的測風(fēng)不少于3次,測風(fēng)過程中要平穩(wěn)運行。如風(fēng)速風(fēng)向傳感器就是采用典型的機(jī)械式測風(fēng)方法,更好地利用了風(fēng)能,并支持了新能源風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。
超聲波測速法
超聲波測風(fēng)的工作原理是利用超聲波時差法來實現(xiàn)風(fēng)速風(fēng)向的測量。由于聲音在空氣中的傳播速度,會和風(fēng)向上的氣流速度疊加。假如超聲波的傳播方向與風(fēng)向相同,那么它的速度會加快;反之,若超聲波的傳播方向若與風(fēng)向相反,那么它的速度會變慢。所以,在固定的檢測條件下,超聲波在空氣中傳播的速度可以和風(fēng)速函數(shù)對應(yīng)。通過計算即可得到精確的風(fēng)速和風(fēng)向。
量熱式原理測量法
采用量熱式原理測量風(fēng)速的典型例子就是風(fēng)速計,其基本原理是將一根細(xì)的金屬絲放在流體中,通電流加熱金屬絲,使其溫度高于流體的溫度,因此將金屬絲風(fēng)速計稱為“熱線”。當(dāng)流體沿垂直方向流過金屬絲時,將帶走金屬絲的一部分熱量,使金屬絲溫度下降。根據(jù)強迫對流熱交換理論,可導(dǎo)出熱線散失的熱量Q與流體的速度v之間存在關(guān)系式。風(fēng)速計一種能測低風(fēng)速的儀器,它是由熱球式測桿探和測量儀表兩部分組成。探頭有一個玻璃球,球內(nèi)繞有鎳鉻絲圈和兩個熱電偶。熱電偶的冷端連接在磷銅質(zhì)的支柱上,直接暴露在氣流中。當(dāng)一定大小的電流通過加熱圈后,玻璃球的溫度升高。升高的程度和風(fēng)速有關(guān),風(fēng)速小時升高的程度大;反之,升高的程度小。升高程度的大小通過熱電偶在電表上指示出來。根據(jù)電表的讀數(shù),查校正曲線,即可查出當(dāng)時的風(fēng)速。
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