Calcul viteza vant

[Gilbert Sparios]

Privind schema unui anemometru simplificat, vorbim despre metoda de calcul viteza vant.

 

 

 

Formula care ar fi pentru calcularea viteza vant ar fi urmatatoarea:

   Vv = Circumferinta x Rotatii/Ora unde circumferinta = Diametru x PI

   sau

   Vv = (Diametrul x Rotatii) / Timp(secunde)

 

dar ce circumferinta vom alege si de ce din cerc-ul de mai sus, care va influenta grav masuratoarea.

 

Consideram ca avem 60 rotatii / minut.

de exemplu daca alegem 10cm diametrul cercului vom avea rezultatele:

   Caz A:
    D = 10cm;
    C = 10cm x 3.14 = 31.4cm/rot => 0.000314km
    Vv = 0.000314km x 3600 = 1.1304km/ora

sau daca alegem diametrul de 6cm vom avea:

    Caz B:
    D = 6cm
    C = 6cm x 3.14 = 18.84cm/rot => 0.0001884km
    Vv = 0.0001884 x 3600 = 0.67824km/ora

 

Ce diametru vom considera, si de ce; sau ce metoda trebuie aplicata pentru calcularea vitezei vantului.

Edited February 28, 2020 by Gilbert Sparios

[nico_2010]

V=2*PI*R*(1/T), unde R este raza turbinei (in metri) si 1/T = f = turatia turbinei(in secunde, respectiv Hertz).

In cazul in care diametrul turbinei este de 100mm = 0.1m: V= 2 * PI * 0.05m * (60/60) rot/sec.  = 0.314m/s

In cazul in care diametrul turbinei este de 60mm = 0.06m: V= 2 * PI * 0.03m * (60/60) rot/sec.  = 0.1884m/s

Dar valorile astea le-ai obtinut si tu ...

Si este normal sa fie asa, pentru ca un punct aflat pe circumferinta cercului va parcurge distante diferite in acelasi interval de timp, iar la turatie egala viteza va fi diferita (chestie de fizica)

Edited February 28, 2020 by nico_2010

[Gilbert Sparios]

da, stiu ca este normal, dar vroiam sa subliniez ca nu pare sa fie real calculul pentru aflarea vitezei vantului.

eu vroiam sa afisez/calculez viteza vantului..si atunci...ce diametru sa aleg, incat sa pot calcula relativ real a vitezei cu care sufla vantul ?....

Edited February 28, 2020 by Gilbert Sparios

[Усилитель]

Calculele astea nu sunt corecte , numai din diametru si turatie nu poti afla viteza vantului.....lipseste raportul de transformare viteza vintului /turatie , care depinde de mai multe lucruri  : unghiul palelor daca sunt in stil elice  , frecarea axului ....daca e cu cupe se invarte mai incet deoarece si cupa mai "aerodinamica este impinsa inapoi de aer ,dar mai putin ......desigur este un raport viteza/turatie dar nu 1/1

Trebuie construit unul  ,eu as pune un motoras cc di casetofon vechi  , curentul generat fiind proportional cu turatia ,potentiometru semireglabil , un voltmetru  , se poate lua imprumut unul etalonat si facuta etalonarea.Se poate face si mai complicat.....

 

[Gilbert Sparios]

vreau sa printez unul cu cupe. dacă fac rost de un anemometru calibrat, nu mai e problema dar mna. deocamdată nu am. 

 

cel cu cupe, am inteles ca inventatorul, a demonstrat ca ar fi proporțional cu 1/3 din viteza vântului. restul ar fi infranarea din partea opusa. 

[Gilbert Sparios]

Acum 7 ore, Усилитель a spus:

eu as pune un motoras cc di casetofon vechi  , curentul generat fiind proportional cu turatia ,potentiometru semireglabil , un voltmetru  , se poate lua imprumut unul etalonat si facuta etalonarea.Se poate face si mai complicat.....

 

 

nu stiu. mie mi se pare mai complicat sa citesc tensiunea generata de un brushless  sau un dc decat un hall. și doar din cauza spike-urilor. 

 

vorbind exclusiv despre anemometrul cu polonice, eu priveam asa. ca vantul si diametrul exterior al centrelor acelor cupe, se comporta precum soseaua si o roata la care-i stim diametrul exterior. deci viteza. evident, avem frecare la 2 rulmenți , care e mai mult o latența decat o franare reala in fata vantului, avem o forta inversa si calculata de inventator la  -25%. mhm.. parea plauzibil sa putem calcula si nu doar calibra.. 

 

se pare ca visez.. ma intreb de ce e plin de informație greșită inclusiv un profesor dintr-o facultate insista cu viteza vântului este egala cu diametrul total x nr. rotatii.

 

da știu.. practica ucide.. 

Edited February 28, 2020 by Gilbert Sparios

[nico_2010]

Discutia viza varianta simplificata a anemometrului, caz in care afirmatiile facute erau corecte pentru un punct situat pe circumferinta cercului descris de centrul cupei.

Pentru cazuri concrete, citeste asta: https://www.researchgate.net/publication/229017042_On_Cup_Anemometer_Rotor_Aerodynamics

Simplificat ceri, simplificat primesti!

Edited February 29, 2020 by nico_2010

[Bandi Szasz]

Cu senzor Hall vei avea nevoie de cel putin 2 buc si sa masori timpul necesar trecerii magnetului intre cele doua. Am incercat eu mai de mult cu unu-l singur si nu a mers corect, erau momente cand magnetul se oprea in dreptul senzorului si la adierea vantului se misca foarte putin stanga-dreapta suficient sa genereze impulsuri care cauzau niste citiri total aiurea. Eu nu am imprimanta 3d si cupele le-am facut din niste mingi de plastic taiate in doua, probabil a contat mult si asta in miscarea stanga-dreapta dar nu cred ca nici un model printat perfect simetric nu ar face asta in anumite momente.

[franzm]

Nu-i mai simplu sa faceti un anemometru cu fir cald? Sau alte variante fara piese în miscare?

Eu am realizat o varianta sub forma de circuit integrat hibrid.

Edit: Când am îndraznit sa-i arat unuia din autorii inventiilor de mai jos ce a gândit si faurit un biet student în România anilor '80, a început o dusmanie demna de o cauza mai buna. Partida a pierdut-o el (primul director concediat în istoria concernului).

http://www.freepatentsonline.com/7188519.pdf

http://www.freepatentsonline.com/6920786.pdf

http://www.freepatentsonline.com/6779395.pdf

Edited February 29, 2020 by franzm

[puriu]

La 28.02.2020 la 12:53, Gilbert Sparios a spus:

metoda de calcul viteza vant

Principiul unui anemometru rotativ este urmatorul: rotorul se invarte cu turatia la care fortele aerodinamice asupra tuturor elementelor sale (o infinitate) isi fac echilibrul. O forta aerodinamica este proportionala cu patratul vitezei aerului. Se poate demonstra ca turatia de echilibru este proportionala cu viteza aerului. Exista o metoda teoretica (o integrala infinita pe care nu o poate rezolva nimeni), dar nu are rost sa ne batem capul. Anemometrul rotativ sa face cat mai bine, cu frecari neglijabile, apoi se etaloneaza.

Mai simplu si mai eficace decat "lingurile" este rotorul cu palete inclinate sau, mai usor de facut, rotorul Savonius.

https://de.wikipedia.org/wiki/Savonius-Rotor

Etalonarea anemometrului se face printr-o masurare directa a vitezei vantului la inaltimea anemometrului. Se cronometreaza deplasarea intre doua puncte a unui reper vizibil antrenat de aer: balon de sapun. nor de fum colorat, puf de papadie, etc.

Existe si o metoda statica de masurare a vitezei vantului prin racirea unui fir metalic vertical incalzit electric. Metoda nu este liniara si necesita o etalonare mai complicata.

 

 

[informer]

Acum 21 ore, puriu a spus:

Existe si o metoda statica de masurare a vitezei vantului prin racirea unui fir metalic vertical incalzit electric. Metoda nu este liniara si necesita o etalonare mai complicata.

 

Vedeti vreo problema deosebita la calcularea vitezei vantului functie de forta exercitata asupra unei suprafete plane? 

Intreb deoarece am inceput asta si intentionez sa merg  mai departe.

Multumesc!

[Gilbert Sparios]

așteptam demult sa raspunzi la topic, dar nu am indraznit sa te deranjez. pentru ca știam ca lucrezi la statia ta autonomă, si sigur ai rezolvat cumva anemometrul. Poti sa imi dai ceva idei? La ce te referi cu suprafa plana. Gen.. cantar?... 

 

daca da, atunci calibrarea o faci prin  teste sau doar calcul..? sau cum ai facut suprafa plana sa stea in fata vântului in funcție de directie vant..

Edited March 1, 2020 by Gilbert Sparios

[informer]

Forta exercitata de vant asupra unei suprafete este proportionala cu aria suprafetei expuse si cu patratul vitezei.

Formula se regaseste printre altele in indrumarele pt. constructii unde poate fi gasit si coeficientul care intervine, functie de tipul suprafetei (plana, curbata etc.).

Determinarea strict "matematica" e foarte probabil inexacta fiind necesara etalonarea unui astfel de anemometru, in practica.

Scopul pe care-l urmaresc e totusi o determinare aproximativa, vantu` nefiind oricum o manifestare prea stabila... de unde vorba; "cum bate vantu`..."  

As fi interesat de opinia d-lui @puriu date fiind cunostintele dansului in domeniul fizicii... dar daca exista alti colegi cu cunostinte in acest domeniu, le-as fi recunoscator pt. sfaturi pertinente.  

Edited March 1, 2020 by informer

[franzm]

Pentru Gogu: Prandtl, Pitot, Pitot static, true airspeed, etc. Notele bibliografice si linkurile din wikipedia, etc. sunt o buna baza de plecare.

[one]

La 28.02.2020 la 11:53, Gilbert Sparios a spus:

dar ce circumferinta vom alege si de ce din cerc-ul de mai sus, care va influenta grav masuratoarea.

 

Consideram ca avem 60 rotatii / minut.

de exemplu daca alegem 10cm diametrul cercului vom avea rezultatele:

 

Nu stiu daca am inteles exact problema, dar considerand conditii ideale,

 

la aceeasi viteza a vantului, la diametre diferite, vei avea turatii diferite.

De fapt, era explicat in alt post.

 

Rotorul cu cupe semisferice este cel mai simplu instrument si utilizarea lui demonstreaza ca este un intrument de incredere. Pentru o rotatie uniforma trebuie sa aiba minim 3 cupe, cel mai bine 4.

Trebuiesc utilizate spitele de sectiune mica, pentru a avea forta vantului numai la extremitati.

Bineinteles trebuiesc reduse la minim frecarile. Utilizarea unui sensor optic este ideala pentru masurarea turatiei.

Alta solutie este utilizarea unei elici orientabile.

 

Nu in ultimul rand, as aminti de windsock, un indicator rudimentar.

Alte sisteme s-au amintit deja...

Edited March 1, 2020 by one