Прилад для вимірювання миттєвої швидкості та миттєвого прискорення вітру

Реферат: Прилад для вимірювання миттєвої швидкості та миттєвого прискорення вітру має велосипедний генератор, на який за допомогою насадки прикріплено пластмасове вітроколесо, насадку з пластмасовим вітроколесом фіксує опорна гайка, велосипедний генератор прикріплений до флюгера, а до осі обертання флюгера прикріплена металева труба з корпусом підшипника та упорним підшипником. UA 85681 U (54) ПРИЛАД ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ МИТТЄВОЇ ШВИДКОСТІ ТА МИТТЄВОГО ПРИСКОРЕННЯ ВІТРУ UA 85681 U UA 85681 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель, що заявляється, належить до метеорологічних приладів крильчатого типу. Даний прилад визначає миттєву швидкість та миттєве прискорення вітру. На фіг. 1 подано загальний вигляд приладу. Прилад (фіг. 2) складається: з велосипедного генератора 1, на який за допомогою насадки 5 прикріплено пластмасове вітроколесо 2, насадку 5 з пластмасовим вітроколесом 2 для надійності фіксує опорна гайка 6, велосипедний генератор прикріплений до флюгера 4, а до осі обертання 3 флюгера 4 прикріплена металева труба 9 з корпусом підшипника 8 та упорним підшипником 7. Пластмасове вітроколесо (крильчатка) 2 має діаметр 36 см та взято зі звичайного китайського вентилятора. За допомогою двох гнучких проводів прилад підключається до мультиметра. Прилад аналогів не має. Швидкість вітру визначається по обертах вітроколеса 2, а прискорення вітру по збільшенню за одну секунду кількості обертів вітроколеса 2. Як пристрій по підрахунку обертів вітроколеса 2 має місце використання велосипедного генератора 1. Підрахунок обертів вітроколеса 2 проводимо, використовуючи лінійну залежність частоти змінного струму по відношенню до обертів ротора велосипедного генератора 1 або, як альтернативний варіант (нерекомендований варіант) використовуємо лінійну залежність величини напруги змінного струму (без споживання електроенергії) по відношенню до обертів ротора велосипедного генератора. Сучасні метеостанції та анемометри прискорення вітру не визначають, а визначають усереднену швидкість вітру, тобто середню швидкість, що визначена за певний невеликий проміжок часу, приміром 10 секунд чи 1 хвилина. Пропонована модель приладу визначає миттєву швидкість вітру, тобто швидкість вітру за період часу в 1 секунду, а також визначає величину збільшення швидкості вітру за 1 секунду, тобто миттєве прискорення вітру. По принципу роботи: сучасні метеостанції та анемометри для визначення швидкості вітру використовують електричну енергію, а пропонована модель приладу, навпаки, виробляє електричну енергію і при визначенні швидкості вітру по частоті змінного струму, електроенергію, що виробляється велосипедним генератором, можна використовувати. Для вимірювання швидкості вітру необхідно використовувати мультиметри з функцією "заморожування" чи фіксації даних на дисплеї. По зафіксованому приладом миттєвому значенню частоти змінного струму швидкість вітру визначаємо за формулою: V=πDN/60Z, м/с, де N - обороти вітроколеса, об./хв; D - діаметр вітроколеса, м; Z швидкохідність вітроколеса. Приміром: для велосипедного генератора радянського виробництва кожні 60 об./хв. збільшують частоту струму 4 Гц, тобто маємо лінійну залежність N = 15f, об./хв, де f - частота струму, Гц. Пластмасове вітроколесо китайського виробництва має діаметр D = 0,36 м та швидкохідність Z = 2. Число π = 3,14. Підставивши всі відомі значення в формулу для визначення швидкості вітру, отримуємо: V = 0,14f. Тобто при даній конфігурації приладу зафіксовані мультиметром миттєві значення частоти струму потрібно множити та число 0,14 і відразу ж отримуємо миттєву швидкість вітру. Для визначення миттєвого прискорення вітру, потрібно використовувати сучасні мультиметри з фіксацією знятих показників у внутрішню пам'ять мультиметра. Задаємо на мультиметрі інтервал фіксації даних у внутрішню пам'ять рівним одній секунді та знімаємо показання частоти струму велосипедного генератора протягом певного проміжку часу. Переглядаємо значення на предмет збільшення протягом однієї секунди частоти струму. Збільшення частоти струму за секунду - це є не що інше, як приріст швидкості вітру за мінімальний проміжок часу, рівний одній секунді, тобто прискорення вітру. Прискорення вітру знаходимо як різницю двох миттєвих швидкостей зафіксованих з інтервалом часу рівним одній секунді. Приміром: для вище згаданої конфігурації приладу з велосипедним генератором радянського виробництва та пластмасовим вітроколесом китайського виробництва миттєву швидкість вітру ми розраховуємо за відношенням V =0,14f, то відповідно миттєве прискорення 2 вітру будемо розраховувати за відношенням а = 0,14 Δf, де а, м/с - прискорення вітру, Δf, Гц приріст частоти струму, що відбувсь за проміжок часу в одну секунду. При використанні сучасного мультиметра з фіксацією знятих показників у внутрішню пам'ять можна визначать не лише миттєву швидкість та миттєве прискорення вітру. Можна також визначати середню або усереднену (згладжену) швидкість вітру. Потрібно протягом певного проміжку часу, приміром, від десяти секунд до однієї хвилини, зафіксувати миттєві значення частоти струму та визначити середнє значення частоти струму. По середньому значенню частоти струму визначаємо відповідно середнє значення швидкості вітру по тій же формулі, що і для миттєвої швидкості вітру. 1 UA 85681 U 5 При підключення сучасного мультиметра до ноутбука можна вести статистику миттєвих швидкостей та миттєвих прискорень вітру, а також визначати середні значення швидкості вітру за більш тривалі проміжки часу: година, день, тиждень і. д. З цією метою використовується спеціально розроблена комп'ютерна програма "Визнання вітроенергетичного потенціалу" (Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір № 49091 від 14.05.2013р., автор: Ковриженко О.А.) ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Прилад для вимірювання миттєвої швидкості та миттєвого прискорення вітру, що має велосипедний генератор, на який за допомогою насадки прикріплено пластмасове вітроколесо, насадку з пластмасовим вітроколесом фіксує опорна гайка, велосипедний генератор прикріплений до флюгера, а до осі обертання флюгера прикріплена металева труба з корпусом підшипника та упорним підшипником. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2