Неравномерный нагрев лучами солнца земной поверхности и воздушных масс, находящихся над ней, вызывает постоянные перемещения воздуха из более холодных мест в более теплые. Воздушные массы, нагретые до более высоких температур, имеют меньшую плотность и поднимаются вверх, а на их место приходит воздух с меньшей температурой, плотность которого выше. Таким образом, воздушные массы все время перемешиваются и перемещаются как в вертикальном направлении, так и параллельно земной поверхности. Эти перемещения носят очень сложный характер и зависят от многих причин.
Постоянные перемещения воздушных масс в горизонтальных направлениях называются ветром. Как и всякое движущееся тело, ветер обладает определенным запасом кинетической энергии, которая с помощью специальных двигателей, получивших название ветряных, может быть преобразована в механическую работу.
Скорость ветра
Ветер характеризуется скоростью и направлением.
Скорость ветра выражается длиной пути, который проходят частицы движущихся воздушных масс за 1 секунду. Она измеряется в метрах в секунду (м/сек) и обычно обозначается латинской буквой V (вэ). Скорость ветра является одной из основных характеристик воздушного потока, так как определяет его энергию. Чем больше скорость ветра, тем больше и энергия, заключенная в потоке.
Для измерения скорости ветра применяются специальные приборы: флюгеры, анемометры и другие.
Простейшим прибором является флюгер Вильда, изображенный на рисунке l. Егo можно изготовить собственными силами. Устройство флюгера следующее: к штоку 1 жестко прикреплена флюгерка 2, которая при изменении направления ветра устанавливает плоскость металлической пластинки 3 перпендикулярно направлению потока.
Пластинка имеет возможность качаться относительно горизонтальной оси 4.
Угол отклонения пластинки зависит от величины давления на нее ветрового потока. Этот угол тем больше, чем выше скорость ветра. Пластинка имеет размеры 150X300 мм и может быть изготовлена весом в 200 г (для районов с небольшими среднегодовыми скоростями ветра) или 800 г (для районов, где среднегодовые скорости ветра составляют 6 м в секунду и выше и часто дуют ураганные и буревые ветры).
Рис. 1. Флюгер Вильда - 1 — шток, 2 — флюгерка, 3 — пластинка, 4 — горизонтальная ось, 5 - сектор.
В зависимости от того, против какого номера штифта сектора 5 устанавливается при отклонении пластинка, судят о том, какова в данный момент скорость ветра. Для этого можно воспользоваться таблицей 1.
Таблица 1 - Таблица для определения скоростей ветра по показаниям флюгера Вильда
| Вес пластинки, г |
№ штифтов исоответствующие им скорости ветра | |||||||||||||||
| 1 | 1-2 | 2 | 2-3 | 3 | 3-4 | 4 | 4-5 | 5 | 5-6 | 6 | 6-7 | 7 | 7-8 | 8 | Выше 8-го штифта | |
| 200 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 12 | 14 | 17 | 20 | более 20 м/сек |
| 800 | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 24 | 28 | 34 | 40 | более 40 м/сек |
Аэродинамические характеристики тихоходного 18-лопастного и быстроходного 3-лопастного ветроколес
Пунктирные линии — 18-лопастное ветроколесо, сплошные — 3-лопастное ветроколесо.
По горизонтальной оси на этом графике отложена быстроходность, или число модулей Z ветроколеса.
Эта величина определяется отношением окружной скорости.
Для каждого элемента лопасти эта скорость имеет свою величину и набегает под разными углами
Предлагаем посмотреть другие страницы сайта:
← Предложения по ветроприемным устройствам | Компания Vestas, увеличила в Италии производство альтернативной электроэнергии до 3000 мВт →
