ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ

Измерение скорости ветра

Для измерения основного энергетического показателя ветра — его скорости — применяются приборы, называе­мые анемометрами. Вспомогательными величинами при энергетических исследованиях ветра, необходимыми для введения некоторых поправок, являются атмосферное давление и температура воздуха. Выбор того или друго­го типа метеорологических приборов должен быть тес­но увязан. с задачами и методикой предполагаемых опытных исследований и наблюдений.

Приборы, определяющие скорость ветра, разделяются на две группы:

I. Указатели, показывающие скорость ветра в данный момент времени.

II. Интеграторы, дающие среднюю скорость за неко­торый промежуток времени.

Наиболее широкое распространение находят следую­щие приборы:

I. Анемометры-указатели: 1) анемометр с доской (флюгер) (рис. 1-1); 2) ручной индукционный анемометр (рис. 1-2); 3) анеморумбометр (рис. 1-3).

II. А нем о метры - интеграторы: 1) ручной ане­мометр с полушариями (рис. 1-4); 2) анемограф кон­тактный (рис. 1-5).

Ниже приводится краткое описание принципа дей­ствия этих приборов.

2*

I. Анемометры-указатели. 1. Анемометр с дос­кой (флюгер). Флюгер (рис. 1-1) представляет собой простейший прибор для измерения скорости и направле­ния ветра. Он состоит из штока 4, державки 6, верти­кально прикрепленной к мачте или крыше здания, и по­движной доски 2.

К штоку 4 жестко лрикреплен флюгер 5, ось которого перпендикулярна доске 2. Шток под действием ветра по­ворачивается в державке 6 и устанавливает подвижную

Ленной на нем бумажной лентой.

Доску перпендикулярно направлению воздушного потока.

На штоке имеется металлический сектор с восемью штифтами, по которым определяется скорость ветра в соответствии с углом отклонения подвижной доски.

2. Ручной индукционный аін е м о м е т р. Для замеров мгновенных скоростей ветра применяют также ручной индукционный анемометр (рис. 1-2), шкала кото­рого отградуирована непосредственно на скорость ветра. При вращении, чашек анемометра вместе с ними вра­щается жестко закрепленный на оси постоянный магнит, находящийся внутри корпуса прибора. Стрелка прибора связана с легкой алюминиевой чашкой, поворачивающей­ся за счет наводимых в ней индукционных токов, действие которых уравновешивается спиральной пружи­ной.

5. Анемометр с полушариями и бескон­тактной электрической передачей (анемо - румбометр электрический ДРМЭ-1). Анеморумбометр электрический АРМЭ-1 предназначен для дистанционно­го определения скорости й направления ветра. Анемо­румбометр состоит из блока датчиков скорости и направ­ления ветра (рис. 1-3,а) и приемной части с электроизме­рительными приборами (рис. 1-3,6), куда вмонтирован блок электрического іпитания прибора от сети перемен­ного тока или от сухой батареи.

Блок датчиков ветра соединяется с приемной частью шестижильным кабелем длиной 50—70 м.

Измерение скорости ветра основано на принципе из­мерения угловой скорости вращения трехчашечного ане­мометра методом электрического тахометра переменного тока. Датчиком скорости является небольшой генератор переменного тока. Его ротором служит постоянный ше - стиполюоный магнит. При вращении анемометра под действием ветрового потока происходит преобразование механической энергии в электрическую. С помощью ка­беля, соединяющего блок датчиков ветра с приемной частью прибора, однофазное переменное напряжение подводится 'к селеновому выпрямителю. Выпрямитель собран по двухполупериодной схеме. В качестве вольт­метра применяется магнитоэлектрический миллиампер­метр, отградуированный на скорость ветра, в м/сек. По­следовательно .с кабелем включены сопротивления до­статочно большой величины, благодаря чему влияние сопротивлений соединительных проводов и изменения температуры незначительны.

Определение направления ветра на АРМЭ-1 выполне­но по принципу синхронной передачи величины угла по­ворота флюгера с помощью следящей системы постоян­ного тока.

Как уже отмечалось выше, указательные анемометры показывают практически мгновенную скорость ветра (не­сколько осредненную за счет инерционных масс анемо­метра).

В случае необходимости с помощью указательных приборов может определяться тайже величина средней скорости ветра за тот или иной промежуток времени. Средняя скорость ветра определяется как средняя ариф­метическая величина, полученная из ряда мгновенных скоростей ветра, замеренных через равные интервалы времени.

II. Анемометры-интеграторы. 1. Ручной анемо­метр с полушария'ми. Ручной анемометр дает воз­можность определить среднюю скорость ветра за любой промежуток времени по двум отсчетам—в начале и конце опыта.

Датчиком анемометра (рис. 1-4) служит металличе­ский крест, на концах которого расположены четыре ме­таллические чашечки (полушария). Чашечки, вращаясь под действием ветра, приводят в движение зубчатые ко­лесу и соединенные' с ними стрелки циферблатов. На первом из циферблатов отмечаются единицы и десятки, на вторам — сотни и на третьем — тысячи метров. Пуск и останов стрелок прибора производятся специальным подвижным колечком 1.

Для определения скорости ветра включают секундо­мер и одновременно стрелки анемометра, предваритель­но заметив их показания. Через требуемый интервал вре­мени стрелки анемометра и секундомер останавливают и записывают новые показания. По разности показаний анемометра и числу секунд [наблюдения определяют среднюю скорость ветра, которую необходимо умножить на коэффициент тарировки прибора.

2. Контактный анемограф (рис. 1-5) предназ­начается для измерения и записи средней скорости вет­ра. Он состоит из датчика скорости ветра, записывающе­го аппарата, и соединительных Проводов.

Вращение чашек анемометра 1 передается зубчатому колесу, имеющему контактное приспособление. Через оп­ределенное число оборотов чашек анемометр-а, а следо­вательно, через определенное число метров пути, прой­денного ветровым потоком, зубчатое колесо замыкает контактную систему. Питание прибора осуществляется от источника постоянного тока. Каждый контакт датчи - ,ка скорости ветра вызывает движение пера записываю­щего аппарата. Перо вычерчивает на бумажной ленте, укрепленной на барабане с часовым механизмом, пря­мую линию с поперечіньши черточками. Расстояние меж­ду черточками соответствует числу метров пути, прой­денному ветровым потоком за данный отрезок времени.

По известной скорости движения барабана и числу контактов определяется' среднее количество контактов в минуту или секунду за рассматриваемый отрезок вре­мени. На основании этих данных по тарировочной кри­вой прибора находится средняя скорость ветра, наблю­давшаяся в период данного интервала.