A - Elektrika (Svezak I - Svezak V)
A  B  C  Č  Ć  D    Đ  E 
Prelistajte enciklopediju
Natuknica: anemometar
Svezak: 1
Stranica: 442 - 443
Vidi na enciklopedija.hr:
anemometar
ANEMOMETAR (grč. anemos »vjetar«) ili vjetromjer je instrumenat, kojim se mjeri brzina ili jačina vjetra. Vjetar je gibanje uzduha, a veličinu toga gibanja, t. j. brzinu ili jačinu struje uzduha, možemo mjeriti na više načina. Budući da je vjetar vektorska veličina, kod koje dolaze u obzir dva jednako važna elementa: smjer (pravac) i brzina, to je kod izgradnje t. zv. univerzalnih anemometara od važnosti, da instrumenat ima uređaj, kojim se određuju oba elementa.
Pod smjerom (pravcem) vjetra razumijevamo onu stranu svijeta, otkuda vjetar dolazi. Za određivanje smjera vjetra služe vjetrulje, koje se danas izgrađuju u različitim oblicima. Da bi ispravno pokazivale smjer vjetra, potrebno je, da su vjetrulje dovoljno osjetljive i za vrlo slabe struje uzduha. Pritom će i oblik vjetrulje znatno utjecati na to, da li će vjetrulja neposredno slijediti i sve male promjene smjera vjetra, ili će davati neki srednji pretežni smjer gušenjem kratkovremenih pulzacija ili devijacija od toga smjera. Za osjetljivost vjetrulje bitno je, da je momenat trenja vjetrulje u odnosu prema momentu pokretne sile što manji. Smanjivanje trenja postizava se dobrim ležajima (nauljeni šiljak, kuglični ležaj), tačnim vertikaliziranjem i malom težinom vjetrulje. Momenat tlaka na krila vjetrulje može se povećati većim kutem priklona krila, produživanjem poluge nosilice krila i zgodnim oblikom krila. Zgodnim tehničkim uređajem (mehaničkim ili električnim prijenosom) dade se postići, da se smjerovi vjetra prenose od vjetrulje na indikator (kazaljku), ili da se stalno registriraju kao dijagram smjera vjetra. Instrumenti prve vrste zovu se i anemoskopi, a druge vrste općenito i anemografi.
Brzina (jačina) vjetra mjeri se na više načina, i to prema fizikalnim učincima, koje izaziva struja uzduha:
a) prema učinku dinamičkog tlaka na neke mehaničke sisteme (rotirajući sistemi; tjelesa, koja daju otpor);
b) prema učinku dinamičkog tlaka na manometar (aerodinamičko mjerenje);
c) ohlađivanjem grijanih sistema;
d) njihanjem zgodnih pokretnih sistema.
Kod rotacionih anemometara struja uzduha stavlja u gibanje pokretni rotacioni sistem, koji je većinom građen bilo po načelu »Woltmannovih krila« (1790), bilo kao »Robinsonov križ«. Za drugu vrstu sistema dao je idejnu osnovu već Edgeworth (1783).
Kod prve vrsti anemometara smještena su mala krila u kosom položaju na ležaju ili kotaču, koji se vrti oko horizontalne osi: cio ovaj sistem može biti vezan s vjetruljom tako, da struja uzduha namješta sistem u takav položaj, da uzduh strujeći paralelno s osi kotača vrši tlak na krila i pokreće kotač. Brzina gibanja kotača (broj okretaja) prenosi se na brojilo ili na autografski uređaj.
Kod druge vrste anemom. rotacioni je sistem sastavljen od četiri (u novije doba od tri) limene zdjelice u obliku šupljih polukugala, koje su učvršćene na pokretnom sistemu čvrsto unakrštenih šipki. Kad duva vjetar, ovaj se sistem vrti oko vertikalne osi uvijek u jednom smjeru, i to s razloga, što struja uzduha vrši veći tlak na konkavne strane zdjelica nego na konveksne. Brzina gibanja (broj okretaja) prenosi se zgodnim načinom na brojilo ili se registrira na autografskom uređaju kao dijagram brzine vjetra (anemogram). U oba slučaja dobiva se brzina kao srednja vrijednost iz odnosa broja okretaja (ili prevaljenog puta vjetra) prema stanovitom intervalu vremena.
Određivanje brzine vjetra rotacionim sistemima zadaje poteškoća s razloga, što se ne dade postaviti opće teoretsko pravilo za način njihova djelovanja, nego je potrebno, da se za svaki tip anemometra utvrde empirički konstante instrumenta.
Ako djelovanju vjetra izložimo limenu ploču, na koju struja uzduha vrši tlak, možemo jačinu (brzinu) vjetra odrediti, bilo tako da mjerimo kut nagiba pomično obješene ploče (kao kod Wildove vjetrulje), bilo da odredimo iznos stezanja elastičnog spiralnog pera, što ga vrši tlak vjetra na ploču smještenu okomito na os elastičnog pera (anemometar po Osleru). Obje vrsti anemometara ne daju dovoljno pouzdanih rezultata.
Aerodinamičko mjerenje brzine vjetra osniva se na činjenici, da struja uzduha, nailazeći na otpor čvrstog tijela, stvara na prednjoj strani tijela višak, a na stražnjoj strani manjak tlaka. U zgodno građenoj cijevi, okrenutoj otvorom prema vjetru, stvarat će se višak tlaka, koji se može mjeriti manometrom. Ovaj učinak pojačava se još sisanjem na onom kraju cijevi, koji je okrenut od vjetra. Upotreba aerodinamičkih vjetromjera naročito je od koristi, kad valja odrediti momentane brzine vjetra, t. j. brzine pojedinih udaraca vjetra. Kao receptor, koji se izlaže struji vjetra, služi kod ove vrsti anemometara posebno građena uska cijev, t. zv. »Pitotova cijev«. Ona potječe od francuskog teologa Hueta (1718), a Pitot, po kome je dobila ime opisao ju je već g. 1732. No istom kad je W. H. Dines konstruirao svoj »Pressure tube anemometer« (1892), uslijedila je šira upotreba ove vrsti aparata, pa je većina njih i građena na toj osnovi. Noviju konstrukciju »Pitotove cijevi« dao je u savršenu obliku Prandtl.
Kod Dinesova anemometra smještena je cijev za tlak na pokretnoj vjetrulji, dok se sisanje vrši na sistemu sitnih rupica, probušenih na vertikalnoj nepokretnoj cijevi, koja nosi vjetrulju. Tlak i sisanje prenosi se dugim kovnim cijevima na donji dio sprave; taj je sastavljen od zatvorene cilindrične posude s tekućinom, u kojoj roni zvonoliki »plivač«. Pokreti »plivača« (dizanje i spuštanje), što ih izvodi vjetar tlakom i sisanjem u plivaču i nad njim, prenose se registracijom na skalu, koju pokreće satni mehanizam. Dijagram, koji se dobiva, daje čestinu udaraca vjetra i njihovu brzinu (jačinu).
Kod t. zv. univerzalnih anemometara novije konstrukcije uređen je vjetru izloženi dio instrumenta tako, da je sastavljen od vjetrulje i Robinsonova križa i Pitotove cijevi, pa se registracijom dobiva kombinirani anemogram, na kome su zabilježeni smjerovi vjetra, prevaljeni put i momentane brzine vjetra.
Mjerenje brzine vjetra ohlađivanjem grijanih sistema temelji se na načelu, da tijelo, koje ima višu temperaturu od uzduha, izloženo struji uzduha, gubi toliko više topline, koliko je brža struja uzduha. Višak temperature tijela nad temperaturom uzduha ovisit će, osim o dovođenju topline tijelu grijanjem i žarenjem, još u velikoj mjeri o brzini, kojom uzduh struji preko grijanog sistema i odvodi toplinu. Na tom se principu osnivaju ovi t. zv. električni vjetromjeri. Kao receptori služe metalne žice, grijane slabom električnom strujom, a brzina vjetra dobiva se bilo iz viška temperature tijela, bilo iz razlike temperatura dvaju izloženih tijela mjerenjem električnog otpora. Ovaj način mjerenja brzine struje uzduha nalazi svoju primjenu kod vrlo različnih specijalnih instrumentalnih uređaja.
LIT.: E. Kleinschmidt, Handbuch der meteorologischen Instrumente, Berlin 1935; R. Habermehl, Fliegerwetterkunde, III. sv., Berlin SW 68.
Potpis: M. Ko.