Strona głównaPytania → Czemu anemometr nie nadąża i...

Czemu anemometr nie nadąża i jak szybko się rozkręca?

Pytanie

Pyta Arnold

Mam pytanie o wpływ wiatru na ciężar przedmiotu będącego w ruchu, a dokładnie anemometr. Załóżmy czysto teoretycznie, że przy prędkości wiatru 1 m/s anemometr będzie wykonywał dokładnie 1 obrót w sekundę (a więc średnica anemometru to prawie 32 cm). W praktyce 1 m/s prędkości wiatru zaniżył prędkość anemometru z powodu jego własnego ciężaru. Czy jest wzór na obliczenie ile może wynieść błąd w pomiarze prędkości lub ilości obrotów na sekundę? Gdy anemometr jest lekki to obraca się łatwo i lekko (5 m/s to 5 obrotów), natomiast przy większym ciężarze potrzeba np. wiatru o prędkości 5 m/s by anemometr obrócił zaledwie jeden pełny obrót. Mam nadzieję, że jakoś można obliczyć zaniżanie prędkości na podstawie ciężaru przedmiotu.

Odpowiedź

Odpowiada Prof. Szymon Malinowski

Rozumiem, ze chodzi Panu o anemometr czaszowy (Robinsona, taki jak ten, lub jego nowocześniejszy odpowiednik).  Problemem w pomiarze takim anemometrem jest jego moment bezwładności — wielkość zależna od rozkładu masy względem osi obrotu. I nie chodzi o prędkość wiatru, ale o jego zmienność, przyspieszanie i spowalnianie. Gdy wiatr przyspiesza (następuje poryw wiatru) bezwładność anemometru powoduje, że jego prędkość obrotowa „nie nadąża” za zmianą prędkości wiatru. Po pewnym czasie (tzw. „czasie odpowiedzi” przyrządu) anemometr „rozkręci się” tak, że będzie pokazywał właściwą prędkość przepływu powietrza. Podobnie jest przy spadku prędkości wiatru — anemometr zareaguje na takie zjawisko z opóźnieniem. Szczegóły zależą od konstrukcji przyrządu, a każdy rodzaj anemometru powinien być wykalibrowany w odpowiednim laboratorium i jego czas odpowiedzi powinien być znany.