А.П. Волошина, Т.В. Евневич, А.И. Земцова - Руководство к лабораторным занятиям по метеорологии и климатологии (1113007), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Чашечные и контактные анемометры применяются обычно при градиентных измерениях, необходимых для расчета турбулентных потоков тепла и влаги в нижнем слое атмосферы. С их помощью можно получить среднюю скорость ветра за нужный интервал времени: от нескольких минут до 1 — 3 час. Индукционные анемометры употребляются для определения мгновенной (за 2 — 3 сек) скорости ветра. Такие наблюдения необходимы, например, для введения поправок на ветер к показаниям балансомера.
Для получения характеристик ветра на метеорологических станциях в настоящее время применяют флюгер и дистанционные приборы — анеморумбометры и электромеханические самописцы ветра. Наблюдения за ветром включают: а) измерение средней скорости ветра за промежуток времени 2 или 10 мин (в зависимости от технических возможностей прибора, который используется при измерениях); б) определение максимального значения мгновенной скорости ветра в том же интервале времени (скорость ветра при порывах); в) определение среднего направления ветра за 2 мин.
При непрерывной регистрации скорости и направления ветра определяется среднее значение скорости ветра за 1 час, максимальное значение мгновенной скорости за 1 час и направление ветра, соответствующее средней скорости за 1 час. На некоторых метеорологических станциях определяют направление и скорость воздушных течений в более высоких слоях 111 атмосферы (до 30 км и более). При этом используется метод шара-пилота. Ручной чашечный анемометр Анемометры служат для измерения средней скорости ветра за определенный промежуток времени.
По конструкции приемной части различают два основных вида анемометров: а) чашечные (с полушариями) — для измерения средней скорости ветра любого направления в пределах, от 1 до 20 м/сек; б) крыльчатые (с мельничкой) — для измерения средней скорости направленного воздушного потока от 0,3 до 5 м/сек. Крыльчатые анемометры применяются в основном в трубках и каналах вентиляционных систем. Приемная часть ручного чашечного анемометра состоит из металлической крестовины, на концах которой укреплены четыре полых полушария, обращенных выпуклостями в одну сторону (рнс.
53). Полушария защишены от механических повреждений специальной рамкой и насажены на ось. Ось в своей нижней части имеет п$\~~ т~ червячную (винтовую) нарезку, которой она соединяется с рядом шестеренок передающего механизма, заи ключенного в пластмассовый или металлический корпус. Счетный механизм имеет три циферблата. На одном из них (большом) нанесены деления от 0 до 100, на другом — сотни делений и на третьем — тысячи.
В нижней части футляра сбоку имеется арретир, с помощью которого ряс. 53 ручной анемометр первая шестеренка передающего меха- низма может быть отведена или соединена с червячной нарезкой оси. В первом случае вращение полушарий под влиянием ветра происходит вхолостую (счетчик отключен), во втором — оно передается на стрелки циферблатов (счетчик включен).
По обе стороны арретира имеются два неподвижных кольца, которыми пользуются для включения счетчика при помощи шнурка в тех случаях, когда анемометр находится высоко н до арретира нельзя достать рукой. Шнурок привязывают к концу арретира серединой, а концы его продевают через неподвижные кольца. Снизу под корпусом имеется стержень с винтовой нарезкой для установки анемометра на деревянном шесте в вертикальном положении.
112 Наблюдения по анемометру проводятся следующим образом. Наблюдатель становится лицом к ветру и устанавливает анемометр на заданной высоте так, чтобы шкала была обращена в подветренную сторону, а плоскость циферблата располагалась бы перпендикулярно к направлению ветра. Затем необходимо записать показания всех стрелок (начальный отсчет). При этом нужно быть очень внимательным, так как стрелки бывают насажены не совсем правильно, что может вызвать ошибку в отсчете на 100 или 1000. После этого включают счетчик анемометра, поставив арретир в верхнее положение, и одновременно пускают в ход секундомер на определенный промежуток времени (1, 2 и т.
д. до 10 мин). По истечении срока выключают прибор и секундомер и записывают конечный отсчет. Обработка наблюдений. Вычтя из конечного отсчета Х„начальный Н„и разделив разность на число секунд /„а, получаем число делений в секунду Рдел/ !Чк 1Чя 1'делмек = ! К каждому экземпляру анемометра прилагается сертификат в виде переводной таблицы или графика, по которым, зная число делений в секунду, можно определить скорость ветра в м/сек.
Если ~'аеа/~м, не равно целому числу, проводят десятичную интерполяцию. Пример. № 28652 Данные наблюдений: начальный отсчет — 2630 конечный отсчет — 3728 экспозиция (сек) — 600 Анемометр Выписка из сертификата: "1исло делений, Скорость, сек м/сек 1 1,2 2 2,1 3 3,0 Обработка результатов; разность отсчетов — 1098; число делений в сек — 1,8. Из сертификата находим, что 1 дел/сек соответствует скорости 1,2 м/сек, а 2 — 2,1 м/сек. Следовательно, на разность 2 и 1 делений приходится разность скоростей 0,9 и/сек, а на 0,1— 0,09 м/сек. Тогда 0,8 дел/сек, будет соответствовать разности скорости 0,72 м/сек.
Таким образом, намеренная скорость ветра равна 1,2+0,7=1,9 м/сек. Флюгер Флюгер является наиболее распространенным прибором для наблюдений за направлением и скоростью ветра на метеорологических станциях. Он имеет следующее устройство (рис. 54). На вертикальный стальной стержень 1, заостренный сверху, надета 113 Таблица 2 Определение скорости ветра (м/сек) по отклонению доски флюгера Положеиие доски у штифта б б — 7 7 доска 2 — 3 5 5 †3 3-4 ! — 2 2 4 — 5 Легкая Тяжелая 14 17 20 28 34 40 8 16 1О 12 20 24 6 1О 6 12 7 14 9 18 114 металлическая трубка 2, закрытая сверху.
Трубка опирается на острие стержня и свободно вращается вокруг него. На нижнюю часть трубки насажена флюгарка, состоящая из двух лопастей 8, расходящихся под углом 22', и противовеса 4 в виде металлического шара, укрепленного на горизонтальном стержне. Под действием ветра флюгарка устанавливается так, что противовес указывает, откуда направлен воздушный поток. Для определения направления ветра в румбах на основном неподвижном вертикальном стержне 1 с 6 помощью специальной муфты б прикреплены 8 металлических прутьев, ориентированных по странам света. з На одном из них укрепляется буква У, направленная на север. На метеорологических станциях направление ветра определяют по 16 румбам, при 5 этом оценивается положение флюгарки и между смежными металлическими прутьями.
Для измерения скорости ветра на верхней части вращающейся трубки укреплена рама со свободно подвешенной доской б — указателем скорости ветра. Она представляет собой прямоугольную металлическую пластинку размером 15ХЗО см и весом 200 г (легкая доска) или 800 г. (тяжелая доска) Флюгарка, располагаясь по ветру, всегда ставит доску-указатель перпендикулярно воздушному потоку.
Под действием давления ветра доска отклоняется от вертикального положения. Для количественной оценки величины отклонения доски служит дуга 7 с 8 штифтами (с нумерацией от 0 до 7), каждому из которых соответствует определенная скорость ветра (табл. 2). С помощью легкой доски можно измерять скорости ветра до 20 м/сек, с помощью тяжелой — до 40 м/сек. Флюгер устанавливается строго вертикально на деревянном столбе или металлической мачте высотой 10 — 12 м от поверхности земли. От высоких предметов (зданий, деревьев) флюгер должен быть отнесен на расстояние, равное 10-кратной высоте этих предметов.
Для того чтобы определить направление ветра по флюгеру, нужно подойти к основанию столба, на котором он установлен, стать под указателем направления и, наблюдая за колебаниями флюгарки в течение 2 мин, определить ее среднее положение по отношению к указателям сторон горизонта. Для определения с к о р о с т и в е т р а наблюдатель должен отойти от столба и стать перпендикулярно направлению ветра таким образом, чтобы луч зрения совпадал с плоскостью отклоняющейся доски-указателя скорости. Наблюдая за качанием доски в течение 2 мнн, нужно определить ее среднее положение по отношению к штифтам.
В наблюдательной книжке необходимо записать направление ветра и номер штифта, около которого (или между которыми) наблюдалось среднее положение доски. Рядом в скобках записывается скорость ветра в м/сек, полученная по табл. 2: ССЗ ! — 2 л — 3 м!сек, Флюгер ВЮВ 3 — 4 т — 14 м/сек. В первом случае наблюдения проводились по флюгеру с легкой доской, во втором — с тяжелой. Характеристика ветра по направлению и скорости определяется визуально. Направление ветра считают п о с т о я н н ы м в том случае, если за время наблюдений противовес колеблется в пределах одного румба; в противном случае ветер характеризуют как м е н я ю щ и й с я. По скорости ветер называют р о в н ы м, если доска колеблется в течение 2 мин около одного штифта илн между двумя соседними штифтамп.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
