风杯式风速表原理-风杯测速仪原理
风杯式风速表,说白了就是个被风吹得晃悠悠的杯子。你不用非得去搞啥精密的实验室,拿个一般/平平的金属杯,倒扣个盖子,对准风向,那玩意儿就能告诉你风刮得有多猛。
这玩意儿最离谱的地方就在于,它彻底不懂风,只会被风摆布。 不是杯子在听风,风才是那个拿着大喇叭大喊“你听拿到吗”的家伙。杯子一旦碰上风,它就兴奋地狂舞起来。
这舞法你想想就知道了——有的风轻轻一碰,它就轻飘飘转个圈;可要是是大风刮起来,这杯子就像个失控的陀螺,疯狂地旋转,带起一圈圈旋风,连旁边的灰尘都能卷起来一起飞。
这时候,杯子往哪儿转,风就往哪个方向吹,你们就能大致判断出风向了。 这里面的门道,得从几何形状说起。风杯是个圆锥体,倒过来是个空心的铁碗。碗口朝上,碗底朝下。有些老式的就连直接是个大铁碗,要么用两片铁皮弯个漏斗样,一头粗一头细。最讲究的还是那个碗口要略微大一点,碗底要小一点,这样风才能顺畅地滑进去,打在里面。 风力往里面灌,杯子就转;风力往外抽,杯子就停。
这原理实际上挺好办的,就是利用空气动力学里的伯努利效应,但老百姓说是“风把杯子吹起来了”。杯子转得越慢,风就不使劲;转得越快,风才越急切。但这“急”是有个极限的。风忒猛了,直接把杯子掀飞了,风纹丝不动;风忒弱了,连个气浪都显不了。
这就好比你推门,推得轻点人没感觉,推得忒狠门板都震碎了。 说到数据,得打个比方。假设你站在路边,脚下就是地面。
这时候空气静止,杯子自然也站得稳稳的。
突然刮起来一阵微风,你认定杯子能动了吗?肯定不会。
这微风大约是每秒几米的样子,杯子转动得慢吞吞的,简直感觉不到。再吹点大风,比如每小时十公里,那杯子就会启动转了,转的速度跟风速成正比,大约每分钟转一两圈。
要是是台风级别的狂风,每小时三百公里,那杯子可能就要剧烈旋转,就连跟着风一起飞,这时候你就算没戴帽子,也能感觉到风劲。 实际上这杯子就是个“风向标”兼“风速计”,它比人反应快多了。人看天,风来了先眨眼;杯子转,风一来它就动。
你看那高级一点的表,别看设计得像个金属碗,但核心部件是个偏航角为九十度的圆锥,中间再插一根空心的轴。轴上装个小电机,能把那晃动的圆锥变成转动的指针。
这指针一摆,下面那个刻度盘就慢慢动。上面写着“一、二、三”,代表每小时几米;写着“四、五、六”,代表每小时十米,以此类推。
有时候还标着“六级”,那是台风预警级别。
你看那数字,就像天气预报里的信号一样,风速多大,等级就定。 这杯子转得越快,风越大。风大了,杯子转得越快,转速跟风速是平方关系。差一级别的风,杯子转得大约是快一级。
故此,看杯子转得慢,就知道风没劲;转得猛,风才够劲。
这就好比两个人爬山,一人走慢,一人走快,速度快的人肯定能更快爬到山顶,自然,前提是风也是帮衬他的。 实际上这种表,原理跟风力发电里的风扇有点像。都是让杯子转起来,收集风里的动能。只不过这杯子转得慢,是个慢动作视频;风机转得快,是个快节奏大片。你站在风里,看那些转动的圆锥,就知道风有多大。 故此说,风杯表就是个大自然的教鞭。它不挑人,风来了它就得动。你不用像科学家那样去推导公式,也不用像工程师那样搞啥精密仪器,只要你往旁边瞅,看那个蓝色的箭头转得稳不稳,转得快不快,心里就有数了。转得慢,风小;转得快,风大。
这好办得不能再好办,却又是那么直观,让你一眼就看出这风到底有多大劲。
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