Science Fair Projekte - Windgeschwindigkeit und Höhe
Diese Wissenschaft Projekt wurde durchgeführt, um die Beziehung zwischen der Windgeschwindigkeit und Höhe zu beobachten. Die Prüfung wird durchgeführt unter Verwendung von 4-Anemometer bei 1m, 2m, 3m und 4m über dem Boden befindet.
Hypothese
Das Anemometer am höchsten Punkt über dem Boden die höchste Windgeschwindigkeit messen.
Hintergrund
Windgeschwindigkeit Gradient
Die Variation der horizontalen Windgeschwindigkeit mit der Höhe oder der Höhe wird als Windgeschwindigkeit oder Windscher bekannt. Diese Variation der Windgeschwindigkeit auf den Luftwiderstand zurückzuführen. Die Windgeschwindigkeit zunimmt, wenn die Höhe über dem Boden erhöht. Dies wird durch die Oberflächenreibung verursacht.
Wind, der in der Nähe der Erdoberfläche fließt trifft Hindernisse wie Bäume, Gebäude und Hügel, die ihre Richtung verändern wird. Wind kann sowohl horizontal als auch vertikal verändert in Windturbulenz in der Nähe der Oberfläche des Bodens führt.
Windturbulenzen verursachen Staub sowie aufgenommen und verschoben werden, wie in der Saatdispersion einiger Pflanzen hilft. Allerdings wird die Energie auch in diesem Prozess verloren, so dass die Windgeschwindigkeit zu verlieren. Daher ist das Gelände, in Abhängigkeit von seiner Rauigkeit oder Glätte, eine Auswirkung auf die Windgeschwindigkeit Gradienten aufweisen. Eine glatte Oberfläche wie Wasser wird im Vergleich zu rauhen Bodenflächen eine geringere Windgeschwindigkeit Gradienten aufweist.
wissenschaftliche Begriffe
Wind Drehzahlgradienten, Scher- Wind, Luftwiderstand, Oberflächenreibung
Die Materialien für diese Wissenschaft Projekt benötigt:
- 4-Anemometer
- 1 Metallstab (Mess 5 m in der Länge)
- 1 Stoppuhr
1. Für dieses Wissenschaftsprojekt ist der unabhängige Variable die Höhe, in der das Anemometer platziert wird. Die abhängige Variable ist die Drehgeschwindigkeit des Anemometers. Dies wird durch Zählen der Anzahl von Windungen hergestellt durch das Anemometer in einer Minute bestimmt. Die Konstanten (Steuervariablen) sind die gewählte Position für die Prüfung, die Windgeschwindigkeit, der Abstand zwischen den Anemometern, und die Leistung des Anemometers.
2. Montieren Sie das 4-Anemometer 1m auseinander auf der Metallstange. Lassen Sie 500mm an der Basis der Stange in den Boden zu pflanzen.
4. Pflanzen die Metallstange mit dem Anemometer in den Boden an der gewählten Stelle mit unterschiedlicher Höhe von 1 m, 2 m, 3 m und 4 m. Zuordnen Assistenten jedes Anemometer zu beobachten. Sobald der Wind weht und das Anemometer beginnt sich zu drehen, um die Stoppuhr zu starten, zählen die Anzahl der Windungen durch die Anemometer in einer Minute und notieren Sie die Werte in einer Tabelle gemacht, wie unten gezeigt.
5. Führen Sie die Tests für 3 Tage, und die Ergebnisse in einer Tabelle aufgezeichnet, wie unten gezeigt.
Überwachung
Die Ergebnisse zeigen, dass je höher der Anemometer über dem Boden ist, desto schneller dreht.
Die obigen Ergebnisse wurden dann auf einem Diagramm dargestellt, wie unten gezeigt.
Schlussfolgerung
Die Hypothese, dass das Anemometer auf dem höchsten Punkt über dem Boden die höchste Windgeschwindigkeit messen ist nachgewiesen worden, um wahr zu sein.
Windgeschwindigkeit Gefälle und Turbulenzen sind sehr wichtige Faktoren zu berücksichtigen, wenn die Höhe der Auswahl für Windenergieanlagen zu installieren. Die Windturbine muss eine hohe Windgeschwindigkeit haben und so wenig Windturbulenzen wie möglich. Leichte Windturbulenzen können die Leistung und Effizienz der Windturbine beeinflussen, während große Mengen an Turbulenz kann seine Lebensdauer verringern oder sogar beschädigt werden.