Măsurarea-direcţiei-şi-vitezei-văntului material bun

UNIVERSITATEA “DUNĂREA DE JOS”DIN GALAŢIFACULTATEA DE INGINERIE BRĂILA

Instrumente cu citire directă pentru măsurarea direcţiei şi vitezei

vântului

-REFERAT-

Conducător ştiinţific:Prof. dr. Mihaela PICUFacultatea de Inginerie din Brăila

Autori: Ionel POPA, Costel NEGRUŢU

Anul III, ISBE

AN ŞCOLAR

2010- 2011


MĂSURAREA DIRECŢIEI ŞI VITEZEI VÎNTULUI

Studenţi: Ionel POPA,Costel NEGRUŢUConducător ştiinţific:Prof.univ.dr.Mihaela PICU

Facultatea de Inginerie din Brăila

I.CARACTERISTICI GENERALE ALE VÂNTULUI

Circulatia atmosferei implica deplasari ale maselor de aer pe distante mari, sub directa

influente a nucleelor barice permanente. Ea sufera si modificari determinate de neomogenitatea

reliefului, de repartitia diferita a suprafetelor de uscat si apa, de miscarea de rotatie etc.

VÂNTUL

Reprezintă cea mai frecventă formă de mişcare a aerului în plan orizontal îin condiţiile în

care atmosfera este alcatuită din volume de aer cu caracteristici diferite din punct de vedere termic

şi ca presiune, existand permanent tendinţa spre echilibrare prin deplasări ale aerului pe verticală

sau pe orizontală);

Intensitatea şi durata vântului depind de diferenţa de presiune existentă între doua puncte

extreme; deplasarea aerului ca vant se face de la presiune atmosferică mare spre cea mica; mişcarea

se face pe această direcţie, care suferă modificări însă din cauza mişcării de rotaţie (forţa Coriolis),

ce impune abateri spre dreapta în emisfera nordică si spre stanga în cea sudică; forţa de frecare a

maselor de aer cu suprafaţa terestră determină micşorarea vitezei cât şi local, modificarea direcţiei

de propagare;

CARACTERISTICILE VÂNTULUI

a. Viteza - se măsoară instrumental cu ajutorul giruetelor, anemometrelor, anemografelor

- se exprimă în m/s sau km/h (raportul este de 1m/s = 3,6 km/h sau 1 km/h = 0,28 m/s)

- este mică la contactul cu solul (datorită frecarii) şi creste cu altitudinea (la 25-30 m este dublă

faţă de valoarea la sol)


- suferă o variaţie diurnă (ex. regiunile temperate: maxim la amiază, minim în a 2-a parte a

nopţii) şi o variaţie anuală (în funcţie de zona de climă şi caracteristicile regionale)

b. Direcţia - se stabileşte prin raportarea sensului mişcarii la punctele cardinale si intercardinale

- se determină cu ajutorul giruetei

- în stratul inferior al troposferei, depinde de condiţiile locale ale reliefului (ex. o vale adâncă

concentrează mase de aer în deplasare).

c. Durata - situaţiile de calm sunt puţine, întrucât diferenţele de presiune impun deplasări ale

aerului cu viteze diferite.

- este raportată la direcţie şi la viteză.

d. Intensitatea (tăria) - se apreciază prin valori de pe scara Beaufort (13 la numar), în care cel mai

mic (0) corespunde stării de calm atmosferic, iar 13 furtunilor în care viteza depaseste 50m/s

e. Structura - se apreciează în funcţie de caracteristicile principalilor parametri: viteză şi direcţie.

Determinarea caracteristicilor vântului

a. Viteza vântului reprezintă distanţa parcursă de aerul care se deplasează pe orizontală în

unitatea de timp. Ea se exprimă în metri pe secundă sau în kilometri pe oră, între cele două unitaţi de

masură existând urmatoarele relaţii:

1m /s = 3,6 km /h; 1km /h = 0,278 /s.

În navigaţia maritimă, viteza vântului se exprimă şi în noduri (1 nod = 1,852 km /h). Variaţia

diurnă a vitezei vântului în straturile de aer din troposfera inferioară prezintă un maxim după-amiaza,

în jurul orei 13, şi un minim noaptea, ca rezultat al mişcărilor convective şi al schimbului turbulent.

Viteza medie anuală este direct influenţată de orografie si de stratificarea termică a

aerului, care o pot intensifica sau atenua. În zona montană sunt caracateristice viteze medii anuale

care scad cu altitudinea de la 8-10 m/s pe înălţimile carpatice (2000-2500 m) până la 6 m/s în zonele

cu altitudini de 1800-2000 m, pe versanţii adăpostiţi vitezele anuale scad la 2-3 m/s, iar în

depresiunile intramontane acestea sunt de 1-2 m/s. În interiorul arcului carpatic, vitezele medii

anuale oscileaza Între 2-3 m/s, iar la exteriorul Carpaţilor, în Moldova, acestea sunt de 4-5 m/s,

mediile anuale cele mai mari remarcandu-se în partea de est a ţării, în Câmpia Siretului inferior (5-6

m/s), pe litoralul Mării Negre (6-7 m/s), în Dobrogea si Bărăgan (4-5 m/s). Cele mai mici valori

medii anuale (1-2 m/s) se remarcă în depresiunile intracarpatice închise.


Dacă valorile termice şi de presiune ar fi repartizate uniform pe suprafaţa terestră, deplasarea

aerului nu ar mai avea loc. Inegala repartiţie a presiunii în sens orizontal se datorează acţiunii

combinate a unor cauze de ordin termic si dinamic şi, determină o mişcare advectivă numită vânt.

Diferenţele de temperatură ale aerului creează densităţi diferite, ceea ce atrage după sine diferenţe de

presiune - maxime şi minime barometrice. Vântul ca element meteorologic tinde să egalizeze

diferenţele de temperatură, presiune şi umezeală existente în atmosferă în sens orizontal. Această

egalizare însă, nu se realizează decât pentru intervale foarte scurte de timp, când apare un calm

atmosferic. În rest, apărând noi diferenţe, reapare vântul, care menţine o stare medie a acestor

diferenţe, deci este un element meteorologic important şi un factor compensator în atmosferă.

Caracteristicile regimului dinamic al aerului prezintă interes atât din punct de vedere teoretic

cât şi aplicativ. Astfel, frecvenţa vântului din anumite direcţii permite aprecierea caracteristicilor

maselor de aer care se deplaseaza într-o anumită regiune, fapt care permite stabilirea influenţei pe care

o are asupra proceselor climatice locale.

Vântul influenţează toate domeniile transporturilor (în special, cele aeriene), dar şi unele

procese şi elemente meteorologice (umezeala, nebulozitatea, precipitaţiile lichide si solide, evaporaţia,

temperatura aerului şi solului etc.).

Diversitatea fenomenelor meteorologice depinde de existenţa în atmosferă a curenţilor de aer,

atât a celor verticali cât şi a celor orizontali. Lipsa acestora în atmosferă ar duce la inexisţenta

schimbărilor bruşte ale vreniii şi s-ar observa o trecere lentă de la iarnă la vară şi invers, după

variaţia înalţimii Soarelui. Fiind un element meteorologic dinamic, vântul se caracterizează prin direcţie,

viteză şi tărie sau intensitate.

Vitezele maxime ale vântului

Cele mai mari valori, de peste 40 m/s, se înregistrează în toate zonele montane înalte, în

Podişul Modovenesc, nord-estul Bărăganului şi în munţii Dobrogei, ca urmare a circulaţiei intense

din nord şi nord-est, pe litoralul Mării Negre, ca urmare a rugozităţii reduse, precum şi în partea

central-sudică a Câmpiei Române, între valea Jiului si Vedea.

Zonele cu viteze maxime ale vântului cuprinse între 30-40 m/s, înconjoară toate arealele cu

viteze de peste 40 m/s, ele ocupand părţile joase ale Podişului Moldovei, nord-estul Câmpiei

Române, Dobrogea de nord şi zonele pericarpatice. Partea vestica si de est a Câmpiei Române,

centrul si sudul Dobrogei si cea mai mare parte a Deltei Dunarii se caracterizează prin viteze

maxime anuale ale vântului cuprinse între 20 si 30 m/s. Aceleaşi viteze se înregistrează şi în cea mai

mare parte a Podişului Transilvaniei, în centrul şi nordul Câmpiei de Vest şi pe Culoarul Mureşului.


Cele mai scăzute valori ale vitezelor maxime anuale, sub 20 m/s, se înregistrează insular (pe

zone foarte restranse) în Podişul Mehedinţi, Depresiunea Petroşani şi defileul Jiului, zone situate la

adăpostul masivelor muntoase. La o examinare mai atentă a distribuţiei acestor valori pot fi scoase

în evidenţă şi anumite legitaţi. Astfel, vitezele maxime absolute sunt sensibil mai mari pe direcţiile

dominante specifice fiecarei staţii în parte. De asemenea, se observă creşterea vitezelor maxime

absolute în raport cu altitudinea reliefului, în condiţiile în care staţiile sunt amplasate în locuri

degajate. Tot ca o regulă se înscrie şi creşterea vitezelor maxime absolute în cazul unor vânturi.

Astfel, vântul ,,Cosava" a depaşit la Oraviţa 40 m/s pe direcţiile est si est-sud-est. De asemenea, la

Boiţa, curentul de aer dinspre defileul Oltului poate atinge şi depaşi frecvent 40 m/s din sectorul

sudic.Trebuie subliniat faptul ca, în cadrul fiecărei zone menţionate, pe vârfuri şi pe culmile

degajate valorile maxime anuale ale vitezei vântului pot fi mult mai mari decat cele specifice zonei

respective, în timp ce, în părţile joase, adăpostite, acestea se pot reduce substanţial.

.La staţiile meteorologice din România, observaţiile asupra direcţiei şi vitezei vântului în perioada

1961-2000 (perioadă luată în calcul pentru analiza regimului vântului) au fost efectuate cu girueta

Vild la înălţimea de 10 m, aceasta putând măsura viteze maxime de până la 40 m/s.

b. Direcţia vântului reprezintă sensul din care bate vântul într-un punct sau într-o regiune

oarecare. Ea se stabileşte în raport cu punctul cardinal dinspre care bate. În scopul indicării direcţiei

vântului, se uzitează roza vânturilor cu cele patru puncte cardinale si cu cele patru sau

douăsprezece direcţii intercardinale numite rumburi.

Deoarece acest mod de notare nu este foarte precis, în aeronautică şi în transporturile marine se

foloseşte azimutul vântului, adică unghiul pe care îl face vectorul vânt cu direcţia nordului geografic.

Acesta se exprimă în grade sexagesimale de la 0° la 360°, În sensul deplasării acelor de ceas. Astfel,

nordul corespunde la 360°. estul la 90°, sudul la 180° iar vestul la 270°. Celelalte direcţii au valori

intermediare.

Codificarea direcţiei vântului si echivalentul in grade azimutale

D i r e c t i a

v a n t u l u i ..

Notarea Grade azimutale Cifra de codC a l m - - 00

Nord-nord-esl NNE 22,5 02Nord-est NE 45 05Est-nord-esl ENE 67,5 07Est E 90 09


Est-sud-est ESE 112,5 11Sud-est SE 135 14Sud-sud-est SSE 157,5 16Sud S 180 18Sud-sud-vest SSV 202,5 20Sud-vest SV 225 23Vest-sud-vest vsv 247,5 25Vest V 270 27Vest-nord-vest VNV 292,5 29Nord-vest NV 315 32Nord-nord-vest NNV 337,5 34Nord N 360 36Variabil - - 99

Variaţia diurnă a direcţiei vântului se schimbă foarte mult în funcţie de condiţiile orografice şi a

modului diferit de repartiţie a presiunii aerului între acestea.

c. Durata - situaţiile de calm sunt puţine, întrucât diferenţele de presiune impun deplasări ale

aerului cu viteze diferite.

- este raportată la direcţie şi la viteză.

d. Intensitatea sau tăria vântului se exprimă prin presiunea exercitată de aerul deplasat de

vânt asupra obiectelor întâlnite în cale. Presiunea exercitată pe o suprafaţa de 1 m2, aşezată

perpendicular pe direcţia vântului, este egală cu:

P = a∙v2

în care: P - presiunea vântului in kg /m2; a - constant pentru densitatea aerului egala cu 0,0625;

v- viteza vântului în m /s.

La staţiile meteorologice se fac aprecieri notându-se intervalul de timp de la începerea vântului

până la încetarea lui.

e. Structura vântului este o altă caracteristică a vântului. În funcţie de regimul vitezei vântului

şi caracterul mişcării sale, vântul poate avea structura laminară, turbulentă şi în rafale. Aceste

aspecte se determină uzitând înregistrările anemografice. Structura se apreciează în funcţie de

caracteristicile principalilor parametri: viteză şi direcţie.

- se disting astfel 3 categorii majore:


a. vântul laminar - întalnit rar, presupune viteză mica, direcţie constanţa şi o deplasare pe

suprafeţe netede.

b. vântul turbulent - se caracterizează prin variaţii în timp ale vitezei şi direcţiei, dezvoltarea de

vârtejuri impuse de neuniformitatea reliefului

- procesul este foarte activ după-amiaza, când se îmbină deosebit de activ

turbulenţa dinamică cu cea termică.

c. vântul in rafale

- rezultă în condiţiile în care turbulenţa dinamică este accentuată de cea termică

- este un vânt care prezintă secvenţe bruşte cu viteză mare, care au caracter

pulsatoriu.

II. Instrumente cu citire directă pentru măsurarea direcţiei si vitezei vântului

Pentru cunoaşterea variaţiilor direcţiei ăi vitezei vântului la staţiile meteorologice se

utilizează aparatele înregistratoare pentru vânt de tipul:

- anemometrului, anemografului, anemocinemografului, electrocinemografului ce înregistreaza

viteza vântului;

- giruetelor înregistratoare cu rezistenţe electrice ce înregistrează direcţia vântului;

- anemogiruetelor şi anemorumbarografelor ce înregistreazâ atât direcţia cât şi viteza vântului;

Indiferent de tipul aparatului un înregistrator pentru vânt este alcatuit dintr-o parte receptoare,

care are rol şi de transmiţător şi o parte înregistratoare. Cel mai cunoscut, la staţiile meteorologice din

România, este anemograful cu contact electric. Pe diagrama acestui anemograf, divizată de la 0 la 100

km, se înregistrează numărul de kilometrii parcurşi de vânt în 24 de ore,adică viteza medie a vântului.

1. ANEMOMETRE

Anemometrele sunt instrumente precise care măsoară numai viteza vântului aerului în

atmosferă sau a unui avion în zbor în raport cu aerul, exprimate în metri pe secundă,

kilometr i pe oră sau noduri , iar în funcţie de principiul care stă la baza construcţiei şi

funţionării lor, se împart în:


- anemometre mecanice;

- anemometre magnetice;

- anemometre termice.

Anemometrele mecanice folosesc ca piesă receptoare pentru vânt fie un sistem de cupe

anemometrice, fie o morişcă cu palete fine de aluminiu. Viteza vântului se determină prin împărţirea

numărului de metri parcurşi de aerul aflat in mişcare, citit pe un contor (socotitor), la timpul cât a

funcţionat instrumentul.

La staţiile meteorologice din România se utilizează anemometre mecanice cu cupe tip J.

Richard; anemometre de mâna cu cupe si contor tip R. Fuess; anemometre mecanice cu morişcă cu

palete tip J. Richard.

Piesa receptoare pentru vânt poate fi constituită dintr-un sistem de cupe Patterson sau

Robinson. Sistemul Patterson este format din trei cupe fixate perpendicular pe un ax vertical mobil,

la intervale de 120° una de cealaltă, iar sistemul Robinson este format din patru cupe dispuse intr-

un mod asemănător, la intervale de 90°. Toate cupele unui sistem sunt orientate cu părţile convexe în

aceeaşi direcţie. şi se rotesc în acelaşi sens, indiferent de direcţia vântului, deoarece presiunea

acestuia pe părţile lor concave este mai mare decât pe cele convexe.

Anemometrele magnetice măsoară cu precizie, viteza vântului, pe principiul inductiei

magnetice (mărime vectorială care, împreună cu intensitatea. caracterizează local componenţa

magnetică a câmpului electromagnetic). Există mai multe tipuri (Richard, Rosenmuller), dar în mod

obişnuit, piesa receptoare este constituită dintr-un sistem de cupe Patterson sau Robinson. Pentru a

afla viteza vântului se declanşează un buton care fixează scara anemometrică exact în dreptul

diviziunii care marchează viteza vântului din acel moment. Sub acţiunea vântului cupele

anemometrice se rotesc si angrenează în mişcarea lor şi magnetul inductor, care antrenează indusul pe

care se află scara anemometrică.

Anemometrele termice determină viteza vântului pe principiul răcirii sub influenţa vântului

a unui fir încalzit. Cel mai cunoscut anemomelru termic este catatermometrul.

Anemometrul cu cupe este cel mai răspândit tip fiind compus din patru cupe emisferice

montate pe un ax,acţionînd la cel mai mic curent de aer, prin înregistrarea numărului de rotaţii într-

un interval de timp se poate calcula viteza medie a curentului.

Anemometrul cu palete are piesa receptoare formată dintr-un număr de palete fixate radial

pe ax.


Potrivit clasificării întocmite de Beaufort, curenţii de aer care se mişcă cu viteze sub 3 m/s

sunt vânturi foarte slabe care suflă în adieri abia simţite şi mişcă uşor frunzele arborilor; cele mai

frecvente vânturi sunt cele care bat cu viteza medie între 3 şi 10 m/s, îndoind copacii şi ridicând

valuri înspumate. Mişcările de aer cu viteze peste 10 m/s dezlănţuie furtuni puternice care smulg

acoperişuri de case, rup arborii, produc distrugeri, iar cele cu peste 15-20 m/s declanşează vijelii,

care cauzează distrugeri grele, inundaţii, naufragii, pierderi de vieţi omeneşti etc.

Un om care înaintează contra unui vânt ce bate cu 20 m/s întâmpină o rezistenţă de

aproximativ 30 kg/m². Un vânt cu viteza de peste 30 m/s dezlănţuie o presiune de 200-250 kg/m²,

ceea ce ar echivala cu viteza unui uragan în stare să dezrădăcineze copacii, să distrugă clădiri şi să

cauzeze deraieri trenurilor.

Cunoaşterea direcţiei şi vitezei vântului este de mare însemnătate pentru navigaţia marină şi

aeriană, pentru agricultură şi, în general, pentru folosirea lui ca sursă de energie.

Caracteristici

• Carcasa rezistentă pentru înregistrator

• Anemometru cu 3 Cupe

• Cablu de conectare înregistrator-senzor, anemometru cu lungimi între 7,62 ... 45,72 m (la

alegere)

• Domeniu de măsură 0 ... 76 m/s

• Ritm de stocare a datelor setabil

• Rezoluţie 0,273 km/h la un ritm de stocare de 10 secunde

• Precizia calibrată ±2,5% din valoarea masurată între 16,09 ... 160,9 km/h

• Viteza mare de descărcare a datelor în computer

• Afişarea datelor în m/s, km/h, mph

Wind110 este un sistem complet, de bază pentru măsurarea şi înregistrarea vitezei vântului

pentru perioade lungi de timp.

Acest sistem poate înregistra la un ritm de stocare al datelor specificat de către utilizator între

1 secundă şi 12 ore. Acest lucru permite utilizatorului să înregistreze viteza de moment a vântului

(viteză instantanee, curentă) într-un ritm mai rapid sau să calculeze media vitezei vântului pentru

perioade mai mari de timp. Sistemul de înregistrare Wind110 poate măsura cu exactitate şi


înregistră viteze ale vântului până la 76 m/s (170 mph), iar anemometrul său poate rezista la rafale

ale vântului până la 95 m/s (214 mph).Folosind Unităţile de Măsură Tehnice încorporate ale

înregistratorului, datele înregistrate pot fi descărcate într-un computer şi afişate în unităţile de

măsură alese de către utilizator (de exemplu m/s, kph (km/h), mph, L).

Specificatii Tehnice

Wind110

Viteza maximă a vântului în rafală la

care poate rezista anemometrul:

342 km/h (95 m/s)

Viteza inferioară de prag a vântului: 2,7 km/h (0,75 m/s)

Viteza vântului maximă măsurabilă: 273,5 km/h (76 m/s)

Precizie: ±3,2 km/h in intervalul

0 ... 16,09 km/h;

±2,5% din valoarea

masurata in intervalul

16,09 ... 160,9 km/h

Rezoluţie: Variaza cu ritmul de

stocare, 0,27 km/h la un

ritm de 10 secunde

Diametrul de rotaţie anemometru: 191 mm (7,5")

Montare anemometru: Accepta stalp cu

diametrul de 13 mm

(0,5")

Set trepied / stâlp: Contactati-ne pentru

disponibilitate

Domeniu de funcţionare temperatură: -40 ... 60°C (-40 ...

140°F)

Memorie: 16.383 masuratori

Viteza offload (descarcare date in

computer):

57.600

Durată baterie (tipic): 10 ani

Dimensiuni carcasa impermeabilă

Înregistrator:

2,9" x 4,0" x 1,1" (74mm

x 102mm x 28mm)

Greutate totală (cu Anemometru): 513 g


Garanţie: 1 an

ANEMOMETRU A100

Anemometrele din seria A100 au o construcţie robustă, fiind confecţionate din materiale

plastice rezistente la intemperii, placa anodică din aluminiu şi oţel inoxidabil, care le conferă

rezistenţă sporită chiar şi în mediul marin. Aceste caracteristici le recomandă într-o gamă largă de

aplicaţii unde precizia şi acurateţea sunt necesare.Toate anemometrele din seria A100 prezintă

aceleaşi caracteristici constructive folosind rotoarele cu trei cupe R30. Diferitele module şi

componente interioare asigură semnale de ieşire diferite. Folosirea unui rulment de precizie montat

pe axul rotorului asigură măsurări corecte la viteze mici şi o buna repetabilitate. Forma şi designul

mecanic, comune la toate modelele din seria A100, rămân în mare neschimbate încă de la modelul

iniţial Porton™ din 1972, modulele electronice fiind permanent dezvoltate în tot acest timp

urmărindu-se creşterea rezistenţei si fiabilităţii acestora.

A100R este un anemometru destinat atât măsurării rafalelor de vânt, dar şi a vântului de

viteze medii, când este folosit cu un contor electronic sau înregistrator de date. Rotorul calibrat cu

trei cupe R30 acţionează o bobină într-un câmp magnetic, iar variaţia câmpului magnetic acţionează

un switch reed (contactul se deschide şi închide la fiecare rotaţie a rotorului). Switch-ul reed se află

într-o atmosferă de mercur rezultand o funcţionare fără întrerupere.

Nu este nevoie de o altă sursă de tensiune, în afară de cea necesară citirii contactului reed,

ceea ce face din acest sensor un instrument ideal pentru sistemele la distanţă.


DIFERITE MODELE DE ANEMOMETRE

http://www.leslietryon.com/science/anemometer.gif

http://www.arm.ac.uk/history/instruments/anemom-Bertie.jpg

http://www.daviddarling.info/images/anemometer.jpg


2. SENZORI DE VÂNT

Senzorul de vânt WAS 425 utilizează ultrasunetul pentru determinarea vitezei orizontale şi

direcţiei vântului. Principiul de măsurare se bazează pe timpul de tranzit, adică timpul necesar

ultrasunetului pentru a ajunge de la un traductor la altul, în funcţie de viteza vântului de-a lungul traseului

(câii) ultrasunetului. Timpul de tranziţie este măsurat în ambele direcţii. Pentru vânt cu viteza zero,

ambii timpi de tranzit, de inaintare şi de revenire, sunt egali. Atunci când bate vantul de-a lungul traseului

de sondare, timpul de tranzit pentru vântul ascendent creşte, iar pentru cel descendent descreşte.

Microcontrolerul WAS425A utilizează măsurătorile celor doi timpi de tranzit pentru calculul vitezei

vântului de-a lungul unui traseu.

Viteza calculată pentru vânt este independentă de altitudine, temperatură şi umiditate. Metoda

descrisă pentru un traseu este repetată pentru determinarea vitezei vântului de-a lungul celor trei

trasee care sânt decalate la 120° unul faţă de celălalt.

Microcontrolerul calculează viteza şi direcţia vântului, precum si componentele lui

rectangulare, datele obţinute fiind raportate sistemului de colectare (logare).

WAA 151 este un anemometru optoelectronic cu răspuns rapid. El este compus dintr-o roată cu

trei cupe conice uşoare care asigură o linearitate excelentă pe tot domeniul de măsurare a vitezei

vântului de max. 75 m/s. Pe axul roţii cu cupe este montat un disc perforat circular care, atunci când

este rotit de acţiunea vântului asupra cupelor, taie un fascicol de raze infraroşii de 14 ori la o rotaţie.

generand un număr de impulsuri la ieşirea unui fototranzistor. Frecvenţa impulsurilor este direct

proporţională cu viteza vântului (de exemplu 246 Hz -- 24.6 m/s). Totuşi, pentru obţinerea celei

mai bune precizii, trebuie utilizată funcţia de transfer caracteristică, în vederea compensării

inerţiei de pornire. În compartimentul axului este prevazut un ele ment de încalzire care menţine

lagărele la o temperatură mai mare decât cea de îngheţ, în timpul anotimpului rece. Puterea

nominală a elementului de încalzire este de 10 W. Se recomandă utilizarea unui termostat care să

pornească încalzirea atunci când temperatura coboară sub +4°C.

WAA 251 este un anemometru optoelectronic cu cupe încălzite , care îi asigură

performanţe excelente chiar şi în condiţii climatice extreme. Foliile de încălzire încorporate în fiecare

cupă şi în butucul roţii cu cupe asigură un consum electric scăzut. Sensibilitatea ridicată şi

linearitatea sînt asigurate de un sistem unic, fără contact, de transmitere a energiei electrice pentru

încalzire. Circuitul de pornire/oprire a încălzirii este comandat de un rezistor NTC care sesizează

temperatura ambiantă. WAA251 transmite tensiuni de excitaţie de 12 V si 24 V la senzorul


WAV151 de determinare a direcţiei vântului. Instrumentul meteorologic se instalează pe capătul

sudic al braţului de susţinere a senzorilor de vânt.

Specificaţii tehnice:

Viteză vânt: 0,9...35,0 m/s, precizie: ± 2%

Temperatură: 0...500C, precizie: ± 0,80C

Umiditate: 10...95% R.H., precizie: ± 3%

Punct de rouă:-25,3...48,90C

Barometru: 10...1100 hPA, precizie: ± 2 hPA

Mod de lucru: Menţinere date, Înregistrare

3. MÂNECĂ DE VÂNT

Mâneca de vânt este un dispozitiv pentru indicarea direcţiei şi a intensitaţii vântului, format

dintr-un sac de pânză tronconic, montat pe un cadru metalic care se poate roti în jurul unui ax

vertical. Mâneca de vânt se instalează pe aeroporturi la un loc vizibil şi cât mai înalt. Este

indispensabilă în probele de precizia aterizării.

Aceste instrumente sunt montate de obicei pe acoperişurile staţiunilor meteorologice şi pe ale

aerodromurilor şi funcţionează pe principiul rotirii unui dispozitiv în jurul unui ax metalic.

Mâneca de vânt pentru aerodroame, lungime 3,60 m, diametru întrare 0,90 m, diametru

ieşire 0,30 m. Această mărime respectă STAS-ul internaţional al aerodroamelor: culoare alb cu


roşu, material poliester 90g/m2 peliculizat rezistent la deşirare, ranforsată cu chingă pe porţiunea de

ataşare la cadru

4. GIRUETA

Instrument metrologic utilizat pentru determinarea direcţiei şi măsurarea vitezei şi intensităţii

vântului, girueta este compusă dintr-un cadran circular gradat pe care se mişcă indicatorul

punctelor cardinale şi o placuţă de metal care capătă o anumită înclinare fată de verticală sub

acţiunea vântului, indicându-i intensitatea.

Dispozitivul de măsurare (1450) orientat spre nord întotdeauna indică direcţia şi intensitatea

vântului. Girueta reacţionează foarte repede, deoarece acesta este montată în partea de jos a

lagărelor de susţinere. Pivotul, masa de măsurare a intensitaţii vântului sunt montate pe tub de

refulare.

-Aceste părţi întotdeauna înregistrează modul in care suflă vântul.

-Robuste, uzură redusă.

-Uşor de manipulat.

-Întreţinere-free, funcţionează pe durata vieţii, uşor de înlocuit conurile de vânt.

- Aplicarea pe domenii de exemplu: agricultură, şcoli, staţii meteo, vreme de observare în ţările în

curs de dezvoltare, hobby meteorologie, autostrăzi, aeroporturi şi în alte domenii.

- Element de măsură: Vânt vane şi direcţia de bastoane / cilindri vânt de intensitate dupa data de

masă. pentru a Wild


Vânt după intensitate. Beaufort la 0 ... 9

Viteza vântului 0 ... 20 m / s

Precizare:1 Beaufort

Gama de aplicare:-60 ... +70 0C

Dimensiuni / Greutate:H 1600 mm L (de direcţia de bastoane / cilindri) 1030 mm cc, 10 kg de oţel,

zincat etc

Girueta cu placă uşoară (care indică valori ale vitezei vântului de până la 20 m/s), girueta cu

placă grea (care indică valori de până la 40 m/s) şi diferite tipuri de anemometre. La staţiile

meteorologice din ţara noastră se utilizează giruetele de tip Vild.Girueta Vild este alcatuită dintr-un

ax metalic vertical fix şi unul mobil. Partea mobilă a giruetei cuprinde indicatorul direcţiei vântului

şi indicatorul vitezei vântului.

Indicatorul direcţiei vântului (ampenajul giruetei) este o vergea metalică, orizontală prevazută la

unul din capete cu o sferă de plumb sau fontă, iar la capătul opus cu un dispozitiv format din două

plăci confecţionate din tablă (pană de vânt), ce se orientează cu sfera de plumb spre direcţia de unde

bate vântul. Indicatorul vitezei vântului are în componenţă o placă metalică dreptunghiulară, cu o

greutate de 200 g pentru girueta cu placă uşoară sau 800 g pentru girueta cu placă grea. In funcţie de

liniile de forţă ale vântului, placa metalică de formă dreptunghiulară pendulează în faţa unei rame in

formă de arc, prevazute cu opt dinţi inegali (tabelul 2). Prin urmare, placa va fi deviată de la poziţia

verticală in funcţie de viteza si intensitatea vântului.

Efectuarea observaţiilor constă în determinarea direcţiei şi apoi a vitezei vântului în următoarea

ordine:

a) observatorul va aprecia, timp de doua minute, direcţia mediată a vântului şi caracteristica

direcţiei (variabilă sau constant), adică va urmări oscilaţiile sferei de plumb care indică punctele

cardinale şi intercardinale.

b) se măsoară viteza mediată a vântului şi caracteristica vitezei (uniformă sau în rafale).

În acest caz, observatorul va urmări timp de două minute, oscilaţiile plăcii dreptunghiulare în dreptul

dinţilor de pe rama arcuită. Dacă viteza vântului este cuprinsă între 0 si 9 m/s observaţiile se

efectucază la girueta cu placă uşoară, iar pentru cele mai mari de 9 m/s.

Aprecierea vitezei vântului (m/s) în funcţie de poziţia plăcilor celor două giruete: TABEL 1

O s c i l a ţ i i l e p l ă c i i g irue te i Viteza vântului (m /s) la girueta

cu placă uşoară cu placă grea


În d rep tu l d i n t e l u i 0 0 0

Î n t r e d i n t ţ i i 0 ş i 1 1 2

În dreptul dintelui 1 7 4

Î n t r e d i n ţ i i 1 ş i 2 -l 6


Între dinţii 2 şi 3 5 10


În tre d i n ţ i i 3 şi 4 7 14


Î n t r e d i n ţ i i 4 ş i 5 9 18


Î n t r e d i n ţ i i 5 ş i 6 12 24


Între dinţii 6 şi 7 17 34


P este d i n t e l e 7 > 20 > 40

La girueta cu placă grea, dacă placa nu oscilează, adică nu se mişcă din dreptul dintelui zero, în

registrul RM - 1M se înscrie cifra 0.

Cele doua giruete Vild (cu placă uşoară si cu placă grea) se instalează în partea nordică a platformei

meteorologice, pe acelaşi aliniament cu chiciurometrul, pe stâlpi metalici verticali, la înălţimea de 1 0 m

(î-nalţime masurată intre suprafaţa solului si marginea superioară a placii oscilante). Poziţia perfect

verticală a stâlpilor de susţinere este realizată prin.ancorarea cu cabluri, care trebuie sa fie in permanenţă

bine intinse.

Determinarea direcţiei si vitezei vântului se face la cele patru ore de observaţii climatologice.

Pentru determinarea rapidă a direcţiei si vitezei vântului, in cadrul expediţiilor ştiinţifice cu caracter

microclimatic, se utilizează girueta de mână (de companie). Valorile obţinute astfel, sunt orientative.

Viteza vântului poate fi măsurată precis cu un anemometru şi exprimată în metri pe secundă,

kilometri pe oră sau noduri. Era însă utilă o estimare a vitezei vântului doar printr-o singură

observaţie a efectelor vântului asupra mării. În acest scop, în 1805 amiralul Francis Beaufort (1774-

1857) a elaborat o scară destul de precisă pentru aprecierea vitezei vântului, scară care a permis o

mai bună informare în marină. Ulterior s-au adăugat şi caracterizările pentru a se putea estima forţa


vântului pe sol.Scara are 12 grade Beaufort. Estimarea gradului privind forţa vântului se face pentru

media vitezei vântului pe o durată de 10 minute, iar viteza vântului se măsoară la înălţimea de

10 metri. În acest sens, estimarea vitezei rafalelor de vânt pe scara Beaufort este improprie.

Simbolul unităţii pe scara Beaufort est „bf”.

Intensitatea vântului se apreciază vizual, după efectele mecanice pe care le produce vântul

asupra obiectelor aflate pe suprafaţa terestră cu ajutorul scării Beaufort, concepută de amiralul francez

în anul 1805. Intre gradele scării Beaufort si viteza vântului exprimată in unitaţi de măsură

determinate instrumental, au fost stabilite corespondenţe reale.

Treptele scării

Forţă

bfDescriere

Viteza, în

noduri

Viteza în

km/hStarea mării Pe pământ

0 Calm sub 1 sub 1 Marea e ca oglinda

FumuL se înalţă

vertical. Frunzele nu

se mişcă.

1 Adiere uşoară 1 - 3 1 - 5

Unde care seamănă cu

siajul peştilor, fără

spumă.

Fumul indică direcţia

vântului. Unele frunze

tremură. Girueta nu se

orientează după vânt.

2 Briză uşoară 4 - 6 6 - 11 Unde care nu se sparg.

Se simte adierea pe

faţă. Girueta începe să

se orienteze. Frunzele

foşnesc din când în

când. Pavilionul şi

flamura încep să

fluture uşor.

3 Vânt slab 7 - 10 12 - 19

Valuri foarte mici.

Crestele cu aspect

sticlos, care încep să se

spargă.

Drapelele fâlfâie.

Frunzele se mişcă

continuu. Grânele

încep să se clatine.

4 Vânt moderat 11 - 15 20 - 28 Valuri mici (max. 1,5m), Se ridică praful.


cu creste care se

rostogolesc, formând pe

alocuri "berbeci".

Rămurelele se mişcă

vizibil. Grânele se

ondulează. Flamura se

întinde, luând o

poziţie orizontală.

5 Vânt tare 16 - 20 29 - 38

Valuri mijlocii (1,8- 2,5

m), cu creste care se

sparg, eventual cu

împroşcări.

Arborii mici se

leagănă. Vârful

tuturor arborilor se

mişcă.

6 Vânt foarte tare 21 - 26 39 - 49

Valuri mari, cu creste

care se sparg şi

împroaşcă.

Se aude şuieratul

vântului. Folosirea

unei umbrele devine

dificilă. Sârmele

telegrafice şuieră.

7 Vânt puternic 27 - 33 50 - 61

Valuri mari (până

aproape de 4 m), marea e

plină de spumă.

Toţi arborii se mişcă.

E greu de înaintat

împotriva vântului.

8Vânt foarte

puternic34 - 40 62 - 74

Valuri mari (6-7,5m), cu

creastă arcuită.

Unele ramuri se rup.

Autovehiculele îşi

pierd direcţia.

9 Furtună 41 - 47 75 - 88Valuri cu înălţimea de

10m m, care se răstoarnă.

Clădirile uşoare sunt

afectate.

10 Furtună puternică 48 - 55 89 - 102

Valuri foarte înalte (max.

12 m) şi violente.

Suprafaţa mării este albă

şi frâmântată.

Vizibilitatea este redusă.

Copacii sunt scoşi din

rădăcină. Clădirile

sunt afectate.

11Furtună violentă

(tempestă)56 - 63 103 - 117

Valuri excepţional de

înalte (16 m). Navele de

tonaj mic şi mediu pot fi

ascunse de valuri

Vizibilitatea este redusă.

Clădirile sunt puternic

afectate.

http://ro.wikipedia.org/wiki/Cl%C4%83dire


12 Uragan peste 64 peste 118

Valuri imense. Aerul e

plin de spumă şi apă.

Vizibilitatea este foarte

redusă.

Clădirile sunt distruse

pe scară mare.

Formula prin care se poate calcula gradul Beaufort în funcţie de viteza vântului v, exprimată

în km/h este:

G.B. ≈ 32

9

v

Rezultatul se rotunjeşte la întregul cel mai apropiat. Această formulă se aplică până la viteze

ale vântului de până la 118 km/h, peste care fiind lipsită de sens.

http://www.ua.all-biz.info/ro/g675977/


http://www.irondesign.ro/index.php?module=detalii&id_produs=168

http://www.ua.all-biz.info/ro/g786024/


Aceaste giruete viu colorate indică direcţia vântului, dar sunt si un element decorativ

pentru grădină sau balcon.

III. CONCLUZII

Cunoaşterea direcţiei şi vitezei vântului este de mare însemnatate pentru navigaţia marină şi

aeriană, pentru agricultură şi, în general, pentru folosirea lui ca sursă de energie.

Odată cu deplasarea aerului, vântul antrenează în drumul sau şi vaporii din atmosferă,

favorizând producerea precipitaţiilor. Totodată, el împinge apa de la suprafaţa mărilor şi oceanelor,

creând curenţii maritimi. Circulaţia aerului se înfrăţeşte cu aceea a apei din atmosferă, dând naştere

la fronturile calde sau reci care influenţează zonalitatea ploilor şi a secetelor şi, în ultimă instanţă,

varietatea climatelor.

Măsurările recente atestă un potenţial energetic eolian favorabil pentru o largă exploatare.

Distribuţiile diurne şi anuale ale vitezei vântului corespund, într-o mare măsură, diagramelor

consumurilor respective de energie electrică. O investiţie în domeniul eolian se face doar pe baza

măsuratorilor şi nu a estimărilor. Toate aceste calcule sunt utile pentru a determina locul în care să

se înceapă o campanie anemometrica, precum şi pentru a lua decizia la un moment dat dacă să se

continue sau nu adunarea de date. Estimările sunt utile pentru a face economie de timp şi de bani.

BIBLIOGRAFIE

1.Tudor, M., Ţugulea, E., Filipaş T.- Lucrări practice de agrometeorologie, Editura Reprografia

Universităţii din Craiova, Craiova, 1979.

2. Stoenescu, G., – Agrometeorologie şi protecţia mediului, Editura Universitaria,

Craiova, 2003.

3. Stoenescu, G. Iacobescu, G., – Noţiuni de Fizică, Agrometeorologie şi protecţia

mediului, Ed. Universitaria, Craiova, 2006.

4. Sterie Ciulache., – Meteorologie şi Climatologie, Ed. Universitară, Bucureşti, 2002.

5. Stoica, C, Cristea ,N., – Meteorologie generală, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1970.


6. Ahrens, D.C., – Meteorology today, West Publishing Company, New York, 1988.

7. Rumeny, G.R., – Climatology and the world’s climates, St. Martin’s Press, Inc., New

York, 1971.

8. Măhăra, G., – Meteorologie, Ed. Universităţii din Oradea, 2001.

9. Hufty, A., – Introduction a la climatologie, De Boeck Universite, 2001.

Măsurarea-direcţiei-şi-vitezei-văntului material bun

Documents

Transcript of Măsurarea-direcţiei-şi-vitezei-văntului material bun