science >> Wetenschap >  >> Fysica

Verschillen tussen een windvaan en een windmeter

Vóór de dagen van 24 uur per dag weerstations en weersvoorspellingen binnen handbereik, moesten mensen vertrouwen op meer basismiddelen om wind te meten en het weer te voorspellen. Vroege boeren en zeilers keken om windvinnen om windrichting te detecteren, terwijl de introductie van de anemometer hielp om informatie te onthullen over windsnelheid en -druk. Ondanks de introductie van satellieten en andere prognosetechnieken, blijven windmolens en anemometers eenvoudige en effectieve hulpmiddelen om u te helpen meer te leren over de wind.

Windvaangeschiedenis

De traditionele windvaan behoort tot de oudste meetinstrumenten voor het weer die ooit zijn geïntroduceerd. Rond 48 v.Chr. Zat een grote windvaan in de vorm van Triton, de god van de zee, boven op de Toren van de Winden in Athene. In de negende eeuw gebruikten Viking zeilers quadrant-vormige windvinnen om hen te helpen veilig door de zeeën te navigeren. Rond dezelfde periode verordende Paus Nicolaas I dat alle Europese kerken zouden worden versierd met een haanvormige windvaan. In de Middeleeuwen werden windvaanontwerpen geïnspireerd op de vlaggen die werden gebruikt om de windrichting in het boogschieten te beoordelen, en vele hadden een pijlvormige wijzer die eindigde in een banner- of vlagvorm. Moderne windvinnen nemen meestal de vorm aan van dieren, paarden, sportevenementen of humoristische onderwerpen.

Anemometergeschiedenis

De anemometer kwam veel later dan de vroegste windvlagen. In 1450 ontwikkelde de Italiaanse architect Leon Battista Alberti een anemometer in de vorm van een schijf die loodrecht op de wind was gericht. Rond 1846 creëerde John Robinson van Ierland de bekerachtige anemometer die tegenwoordig zo gewoon is. Zijn apparaat kreeg interactie met een reeks wielen om de windsnelheid in omwentelingen per tijdseenheid te onthullen. In 1994 creëerde Dr. Andreas Pflitsch de sonische windmeter, die vertrouwde op geluidsgolven om de windsnelheid nauwkeurig te detecteren.

Windvaanfunctie

De windvaan bestaat uit een horizontale stang die vrij ronddraait een vaste verticale staaf. Dit horizontale element heeft aan beide zijden van de verticale stang hetzelfde gewicht, maar aan één kant is het veel groter zodat het de wind kan opvangen. De kleinere kant van de horizontale stang wijst direct in de wind om de windrichting aan te geven. De staaf zou bijvoorbeeld naar het noorden wijzen om een ​​noordenwind aan te duiden, wat betekent dat de wind vanuit het noorden naar het zuiden waait. Traditionele windvinnen bieden geen andere functie dan de richting van de wind aan te wijzen.

Anemometerfunctie

Anemometers meten windsnelheid in plaats van richting. De meest voorkomende stijl van anemometer maakt gebruik van een reeks van drie of vier kopjes die rond een vaste verticale staaf zijn geplaatst. Terwijl de bekers de wind vangen, draaien ze rond de staaf; hoe sneller de wind waait, hoe sneller de cups rond de staaf draaien. Propeller-achtige eenheden lijken vaak op een ouderwets vliegtuig met een schroef aan het ene uiteinde en een roerachtige staart. Deze units combineren een windmeter en windwijzer in één apparaat om snelheid en richting te meten. Anemometers met hete draad bestaan ​​uit een elektrisch verwarmde draad geplaatst in de wind. Door het meten van de hoeveelheid energie die nodig is om de draad te verwarmen, kan dit apparaat informatie verschaffen over windsnelheid. Tot slot, buisanemometers zijn voorzien van een eenvoudige open buis in de wind geplaatst. Door de luchtdruk in de buis te vergelijken met de luchtdruk buiten de buis, kunnen gebruikers de windsnelheid meten.

Toepassingen

Dankzij de moderne technologie hebben windvinnen nu een grotendeels decoratieve functie, volgens National Geographic. Deze apparaten dienen nog steeds als eenvoudige en effectieve manier om een ​​windturbine op de beste plaats te positioneren om bijvoorbeeld de wind te vangen of om een ​​zeilboot te begeleiden.

Anemometers, aan de andere kant, zijn nog steeds te vinden op weerstations over de hele wereld. Natuurkundigen en andere wetenschappers gebruiken deze apparaten ook voor testdoeleinden. Een windmeter kan bijvoorbeeld informatie verschaffen over windsnelheid rond een rijdende auto of vliegtuig. Windturbineverkopers en aanverwante organisaties lenen of huren anemometers aan potentiële klanten om hen te helpen bepalen of windsnelheden voldoende zijn om een ​​turbine op hun land aan te drijven.