Քամու արագության չափումը անեմոմետրով
Քամու արագությունը եղանակի ամենահաճախ դիտարկվող պարամետրերից մեկն է, քանի որ այն անմիջականորեն ազդում է բազմաթիվ բաների վրա՝ ավիացիայի և նավագնացության անվտանգություն, եղանակի կանխատեսում, քամու էլեկտրակայանների շահագործում, գյուղատնտեսություն և նույնիսկ պարզ գործունեություն, ինչպիսիք են արշավի կամ բացօթյա գործունեության պլանավորումը: Քամու արագությունը որոշելու համար մեզ անհրաժեշտ է ճիշտ չափիչ գործիք: Ահա թե որտեղ է գործի դրվում անեմոմետրը: Անեմոմետրը քամու արագությունը չափելու համար նախատեսված սարք է, և որոշակի տեսակների դեպքում այն կարող է նաև օգնել գնահատել օդի հոսքի ուղղությունը և տուրբուլենտությունը: Այս հոդվածը քննարկում է անեմոմետրերի աշխատանքի սկզբունքները, դրանց տեսակները, չափման ճիշտ մեթոդը և այն բաները, որոնք պետք է հաշվի առնել ճշգրիտ արդյունքներ ապահովելու համար:
Ի՞նչ է անեմոմետրը։
Ընդհանուր առմամբ, անեմոմետրը սարք է, որը քամու կինետիկ էներգիան փոխակերպում է ընթեռնելի մեծության՝ կամ մեխանիկական պտույտի, ճնշման փոփոխությունների, կամ էլեկտրական ազդանշանների տեսքով, ապա փոխակերպվում է արագության միավորների, ինչպիսիք են վայրկյանում մետրերը (մ/վ), ժամում կիլոմետրերը (կմ/ժ) կամ հանգույցները (որոնք սովորաբար օգտագործվում են ծովային և ավիացիոն ոլորտներում. 1 հանգույց = 0,514 մ/վ):
Ժամանակակից անեմոմետրերը սովորաբար ներառում են սենսոր (մեխանիկական կամ էլեկտրոնային), ազդանշանի մշակման սխեմա և ցուցադրման կամ տվյալների գրանցման համակարգ: Ավտոմատ եղանակային կայաններում անեմոմետրը միացված է տվյալների գրանցողին, որպեսզի չափումները կարողանան անընդհատ կատարվել և պահպանվել որպես ժամանակային շարքի տվյալներ, ինչպիսիք են 10 րոպեանոց միջինները, առավելագույն պոռթկումները և քամու ուղղության տատանումները:
Ինչո՞ւ է կարևոր քամու արագությունը ճշգրիտ չափելը։
Քամին դինամիկ է և հաճախ փոխվում է վայրկյանների ընթացքում: Չափումների փոքր սխալները կարող են զգալի ազդեցություն ունենալ որոշակի կիրառություններում: Օրինակ՝
– Քամու էներգիա. Տուրբինի կողմից արտադրվող հզորությունը մոտավորապես համեմատական է քամու արագության խորանարդին։ Սա նշանակում է, որ արագության 10% տարբերությունը կարող է հանգեցնել հզորության շատ ավելի մեծ տարբերության։
– Անվտանգություն. քամու պոռթկումների մասին տեղեկատվությունը կարևոր է նավագնացության, կռունկների կառուցման կամ թեթև ավիացիայի համար։
– Եղանակ և կլիմա. քամու արագության վերաբերյալ հետևողական տվյալներ են անհրաժեշտ միտումների վերլուծության, մթնոլորտային մոդելների և վաղ նախազգուշացումների համար։
Հետևաբար, կարևոր է ոչ միայն գործիքը, այլև տեղադրման եղանակը և չափման ընթացակարգը։
Անեմոմետրերի տեսակները և դրանց գործունեության սկզբունքը
1. Գավաթային անեմոմետր (գավաթային անեմոմետր)
Սա ամենահայտնի տեսակն է։ Այն բաղկացած է երեք կամ չորս կիսագնդաձև բաժակներից, որոնք տեղադրված են թևի վրա և պտտվում են լիսեռի շուրջը։ Քամին մղում է բաժակները, ինչի հետևանքով պտտվում է ռոտորը. պտտման արագությունը համեմատական է քամու արագությանը։ Սենսորը (օրինակ՝ եղեգնյա կամ օպտիկական) հաշվում է վայրկյանում պտույտների քանակը, որը այնուհետև կարգաբերվում է մ/վրկ-ի։
Առավելություններ՝ դիմացկուն, հարմար է բացօթյա օգտագործման համար, տարածված է օդերևութաբանական կայաններում:
Թերություններ՝ ավելի քիչ արձագանքում է արագ փոփոխություններին, ունի մեխանիկական իներցիա, կարող է տուժել սառույցից կամ կեղտից։
2. Պտուտակային անեմոմետր (թիակ/պտուտակ)
Այն օգտագործում է քամուն ուղղված փոքրիկ օդափոխիչի նման պտուտակ, որը հաճախ զուգորդվում է թևի հետ՝ սարքը օդի հոսքին ուղղված պահելու համար: Դրա պտույտը վերածվում է քամու արագության:
Առավելություններ՝ բավականաչափ լավ է թույլ քամիների համար, կարող է չափել ուղղությունը՝ թևիկների հետ համատեղելիս։
Թերություններ՝ պետք է ճիշտ դեմքով լինել քամուն, հակառակ դեպքում արդյունքները կարող են կողմնակալ լինել։
3. Տաք մետաղալարով անեմոմետր
Այս տեսակը աշխատում է բարակ մետաղալարը (կամ թաղանթային տարրը) տաքացնելով էլեկտրական հոսանքի միջոցով: Երբ քամին անցնում է մետաղալարի միջով, ջերմությունը տարվում է՝ իջեցնելով դրա ջերմաստիճանը: Կառավարման համակարգը պահպանում է որոշակի ջերմաստիճան/հոսանք և հաշվարկում է անհրաժեշտ էներգիայի փոխակերպումը: Այնուհետև սա հաշվարկում է քամու արագությունը:
Առավելություններ՝ շատ զգայուն, կարող է գրանցել արագ տուրբուլենտությունը, հաճախ օգտագործվում է լաբորատորիաներում և աերոդինամիկայի հետազոտություններում։
Թերություններ՝ ավելի փխրուն է, զգայուն է փոշու/ջրի նկատմամբ, պահանջում է լավ կարգաբերում։
4. Ուլտրաձայնային անեմոմետր (ձայնային անեմոմետր)
Չափում է ուլտրաձայնային ալիքների տարածման ժամանակը երկու կամ երեք զույգ փոխակերպիչների միջև: Քամու հոսանքները ազդում են ձայնային ալիքների արագության վրա՝ համեմատած սենսորների հետ: Երկկողմանի տարածման ժամանակները համեմատելով՝ սարքը հաշվարկում է քամու արագության բաղադրիչները (նույնիսկ 2D կամ 3D ձևաչափով):
Առավելություններ՝ շարժվող մասեր չկան, արագ արձագանք, լավ է տուրբուլենտության և հոսքի չափումների համար (օրինակ՝ մրրիկային կովարիացիա):
Թերություններ՝ ավելի թանկ է, կարող է տուժել ուժեղ անձրևից կամ փոխարկիչի վրա կեղտի նստվածքից։
5. Ճնշման անեմոմետր (պիտոյի խողովակ)
Ավելի տարածված է մասնագիտացված կիրառություններում, ինչպիսիք են աերոդինամիկ թունելները կամ ջրանցքներում հոսքի չափումը: Սկզբունքը օգտագործում է դինամիկ և ստատիկ ճնշման միջև եղած տարբերությունը՝ հոսքի արագությունը հաշվարկելու համար:
Առավելություններ՝ ուժեղ է ուղղորդված հոսքի համար։
Թերություններ՝ իդեալական չէ ազատ քամիների համար, որոնց ուղղությունը և տուրբուլենտությունը փոխվում են։
Քայլեր քամու արագությունը ճիշտ չափելու համար
1. Որոշեք չափման նպատակները
Ձեզ անհրաժեշտ է՞՝
- ակնթարթային արժեք,
– միջինը մեկ րոպեում/10 րոպեում,
- առավելագույն քամի,
– կամ քամու պրոֆիլը որոշակի բարձրության վրա՞
Նպատակը կորոշի գործիքի տեսակը, գտնվելու վայրը և տվյալների գրանցման եղանակը։
2. Ընտրեք նվազագույն միջամտությամբ տեղանք
Քամին հեշտությամբ աղավաղվում է շենքերի, ծառերի, պատերի և գետնի ուրվագծերի կողմից: Իդեալական տարբերակն այն է, որ անեմոմետրը տեղադրվի բաց տարածքում: Օդերևութաբանական ստանդարտները հաճախ անեմոմետրը տեղադրում են գետնի մակարդակից 10 մետր բարձրության վրա՝ տարբեր վայրերում համեմատելի մակերևութային քամու չափումներ կատարելու համար: Եթե դա հնարավոր չէ, օգտագործեք հաստատուն բարձրություն և գրանցեք պայմանները:
3. Ուշադրություն դարձրեք ամրացմանը
– Համոզվեք, որ ձողը կամ եռոտանին ամուր և ուղղահայաց է։
– Թևավոր անեմոմետրերի դեպքում համոզվեք, որ դրանց կողմնորոշումը ճիշտ է, և թևը ազատ է շարժվելու համար։
– Խուսափեք կայմերի թրթռումներից, քանի որ դրանք կարող են աղմուկ ավելացնել տվյալներին։
– Պահեք ջերմության աղբյուրներից կամ արտանետման անցքերից (օրինակ՝ օդորակիչի անցքեր), հատկապես տաք լարերի սենսորներից հեռու։
4. Կարգավորեք և ստուգեք գործիքը
Անեմոմետրերն ունեն տրամաչափման հաստատուն։ Սպառողական սարքերի վրա տրամաչափումը սովորաբար ապահովում է արտադրողը, սակայն կանոնավոր ստուգումները դեռևս անհրաժեշտ են։
– Ստուգեք, թե արդյոք ռոտորը սահուն է պտտվում (առանց քարշ տալու):
– Մաքրեք փոշին, միջատները կամ կեղևը, որոնք կարող են մեծացնել շփումը։
– Համոզվեք, որ մարտկոցը բավարար լիցք ունի, և էկրանը/սենսորը կայուն է ցույց տալիս։
Մասնագիտական կիրառություններում տրամաչափումը կատարվում է աերոդինամիկ թունելներում կամ չափագիտական հաստատությունների կողմից սահմանված ստանդարտներով։
5. Չափեք և գրանցեք համապատասխան ժամանակահատվածներում
Քամու արագությունը կարող է արագ տատանվել։ Հետևաբար, օդերևութաբանները սովորաբար օգտագործում են.
– «քամու արագության» միջին 10 րոպեի համար,
– և պոռթկումը՝ որպես որոշակի ժամանակահատվածում առավելագույն շնչառություն (օրինակ՝ 3 վայրկյան կամ այլ ստանդարտ սահմանում):
Պարզ դաշտային օգտագործման համար կարող եք գրանցել ակնթարթային արժեքներ յուրաքանչյուր 5-10 վայրկյանը մեկ մի քանի րոպեի ընթացքում, ապա միջինացնել դրանք։ Որքան երկար է դիտարկման ժամանակահատվածը, այնքան ավելի ներկայացուցչական կլինեն արդյունքները։
6. Միավորների փոխակերպում և մեկնաբանություն
Եթե գործիքը ցուցադրվում է մ/վրկ-ով, բայց ձեզ անհրաժեշտ է կմ/ժ՝
– կմ/ժ = մ/վ × 3,6
Ինչ վերաբերում է հանգույցներին.
– հանգույց = մ/վ × 1,94384
Արդյունքները մեկնաբանեք համատեքստում. 2–5 մ/վրկ արագությամբ քամիները թույլ են թվում, 8–13 մ/վրկ արագությունները՝ բավականին ուժեղ, մինչդեռ 17 մ/վրկ-ից բարձր ցանկացած արագություն կարող է վտանգավոր լինել որոշակի գործունեության համար։
Սխալների տարածված աղբյուրները և դրանց նվազեցման եղանակները
1. Խոչընդոտ. Շենքերն ու ծառերը ստեղծում են տուրբուլենտություն և քամու ստվերներ: Լուծում. Տեղադրեք խոչընդոտից ավելի բարձր կամ ավելի հեռու:
2. Տարբեր բարձրություններ. Քամու արագությունը փոխվում է բարձրության հետ։ Լուծում. Օգտագործեք ստանդարտ բարձրություն կամ գրանցեք չափված բարձրությունը համեմատության համար։
3. Մեխանիկական սարքի իներցիա. բաժակը կամ պտուտակը անմիջապես չի արձագանքում հանկարծակի փոփոխություններին: Լուծում. Անհրաժեշտության դեպքում օգտագործեք ավելի արագ արձագանքող սենսոր (ուլտրաձայնային):
4. Վնաս կամ շփում. մաշված կրողները դանդաղեցնում են պտույտը: Լուծում՝ կանոնավոր սպասարկում և բաղադրիչների փոխարինում:
5. Քամու պոռթկումների չափման սխալ. շատ սպառողական սարքեր գրանցում են պահային գագաթներ, որոնք չեն ներկայացնում ստանդարտ քամու պոռթկումները: Լուծում. Հասկացեք սարքի վրա քամու պոռթկման սահմանումը և օգտագործեք հաստատուն պարբերություն:
Penutup
Քամու արագությունը անեմոմետրով չափելը թվում է պարզ՝ պարզապես տեղադրեք սարքը և կարդացեք թվերը: Այնուամենայնիվ, իսկապես օգտակար տվյալներ ստանալու համար մենք պետք է հասկանանք անեմոմետրերի տեսակները, դրանց շահագործման սկզբունքները, տեղադրման մեթոդները, տվյալների գրանցման և մշակման մեթոդները: Տեղանքի ճիշտ ընտրությունը, կարգաբերումը և հետևողական ընթացակարգերը ճշգրտության բանալին են: Լավ քամու չափումների միջոցով դաշտային որոշումները՝ անվտանգությունից մինչև գործունեության պլանավորում և էներգիայի կառավարում, կարող են կայացվել ավելի ճշգրիտ և տվյալների վրա հիմնված:
