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Anemômetro WindMaster O instrumento serve para medir a velocidade de vento. Se baseia no efeito Doppler que diz respeito à mudança da frequência do som.

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1 Anemômetro WindMaster O instrumento serve para medir a velocidade de vento. Se baseia no efeito Doppler que diz respeito à mudança da frequência do som quando o meio de transmissão, o ar no caso, está em movimento. Medindo os tempos de percurso de pulsos de som entre emissor e receptor de ultrassom, tanto de ida quanto de volta, se calcula a velocidade do meio de transmissão, que é a velocidade do vento.

2 Transdutores A -> B A <- B AB

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4 Exemplo: T1 = 0,43782ms T2 = 0,43331ms L = 15cm Duas equações com as duas incognitas C e V. Calcula-se a velocidade V do meio que é o vento. V = 1,78 [m/s]

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6 u, v e w são coordenadas no espaço de velocidades [m/s]. É analógico ao espaço de posições x, y, z. u, v no plano horizontal. w na vertical.

7 Instalação PC Interface Sensor

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9 Funcionamento Quando se interligam os 3 componentes do instrumento e se energiza o sistema, aparece imediatamente na tela a lista crescente das medições obedecendo a um conjunto de parâmetros default escolhidos pelo fabricante. São eles o modo de medição contínua, o sistema polar de apresentação, a frequência de 1Hz de apresentação etc.

10 Aplicativos Wind → Configuração WindView → Aquisição HyperTerminal → Configuração e Aquisição

11 MAGNITUDE da velocidade do vento Dados sobre a velocidade do vento provindos do sensor são inicialmente apresentados na tela em um dos dois modos de coordenadas. Um é baseado em referencial cartesiano, do espaço de velocidades, em unidades de metros por segundo [m/s] nos eixos chamados U, V, W, estes análogos aos costumeiros X, Y, Z do espaço de posição. É recomendado que, na montagem do sensor, a direção da coordenada U se aponte para o norte. As coordenadas U e V são do plano horizontal e W é vertical, positiva para cima. COMO CALCULAR A MAGNITUDE DO vento a partir de seus componentes u, v, w: A magnitude F do vento é a raiz quadrada da soma dos quadrados dos três componentes ou F = SQR(u^2 + v^2 + w^2)

12 Quando o componente vertical é pequeno, como ocorre em terreno plano na ausência de obstáculos próximos, a magnitude da velocidade é essencialmente igual a sua projeção [FH], sobre o plano horizontal que é: F H = SQR(u^2 + v^2) A direção do vento, conceito que faz sentido quando o vento é essencialmente horizontal, é o ângulo entre a direção norte (eixo U) e a projeção F H. O cosseno deste ângulo é cos θ = u / F H

13 Coordenadas Cartesianas F = SQR(u^2 + v^2 + w^2) F = SQR[(-000,92)^2 + (-000,24)^2 + (+001,51)^2] F = 1,78 [m/s]

14 Direção do vento Para ventos essencialmente horizontais, se pode definir a velocidade do vento como ângulo entre direção norte e a projeção F H cos θ = u / F H Exemplo u = -000,92 FH = 1,78 cos θ = -000,92 / 1,78 cos θ = -0,15 θ = arc cos (-0,15) θ = 98,69 [graus] isto é, um vento oeste.

15 O outro formato de coordenadas é o polar, simbolizado pelas costumeiras coordenadas R e t (a letra grega teta), sendo R a projeção da magnitude do vento sobre o plano horizontal, que é idêntica a FH, e t (letra grega teta), o ângulo expresso em graus e medido no sentido horário a partir do eixo U. Complementando a projeção R e o ângulo t ainda é dado o componente vertical do vento w. Assim sendo, a magnitude F do vento é: F = SQR(R^2 + w^2)

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17 Coordenadas Polares Este é o modo default de apresentação. Interpretação de uma linha. Direção em graus: 333 Magnitude do vento (magnitude da projeção vetor velocidade do vento no plano UV): 001,09 Velocidade no eixo vertical W: -001,70 R = FH R = 001,09 [m/s] Θ = 333 [graus] Se a velocidade vertical for levada em conta, a magnitude total F do vento é F = SQR(R^2+W^2), ou seja F = 2,02 [m/s]


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