Discussione:
Tarare l' anemometro...
(troppo vecchio per rispondere)
Rik Ben
22 anni fa
Permalink
Ciao a tutti.

Sto valutando un sistema di autoproduzione di energia combinato Fotovoltaico
/ Eolico. Devo quindi monitorare, specie in questo periodo e per almeno 2
stagioni, l'irradiazione luminosa e l'energia eolica effettive che ho sul
tetto
di casa. Fatte le medie annuali, avrò dati certi per il dimensionamento
dell'impianto. Per fare ciò pensavo di esporre una singola cella di pannello
fotovoltaico e misurare periodicamente la potenza erogata, per poi
moltiplicare il tutto x N di celle x N di pannelli.
Quindi, per fare le misure, una singola cella di pannello me la posso
procurare a poco, ma un generatore eolico costa 3000Euro, e non è che
posso usarne 'un pezzetto' o un modellino!
Quindi ho pensato a un piccolo anemometro artigianale, esistono diverse
'varianti' a riguardo..... Per.es. un motorino cc con ventola usato da
'dinamo', montato su un supporto che ruota a 360°.

Sorge però un problema: programmare un PIC perchè registri in memoria un
valore medio e ogni 6 ore mi 'spari' via seriale il dato non è un problema,
ma sto arrancando nel trovare il modo di 'tarare' l'anemometro. Come faccio
a sapere a quanti m/s (o Km/h) di velocità di vento corrisponde una 'certa'
tensione sul motorino cc (o frequenza di rotazione delle palette)?

Dalle mie rimembranze di fisica mi viene spontaneo pensare così:

Soffiando con un ventilatore aria a velocità V su di una superficie quadrata
di A cm2 dovrei ottenere una forza di N kg... Quindi, se taro una ventolina
cc per girare in modo da produrre N grammi di 'peso' su di un piatto di
bilancia di X cm2 a TOT cm di distanza dallo stesso, dovrei conoscere la
velocità dell'aria che 'impatta' sul piatto della bilancia.
A quel punto, potrei piazzare il mio anemometro davanti alla ventolina posta
agli stessi TOT cm di distanza, e tararlo per marcare una velocità nota.
Qualche idea / aiuto sui calcoli?

Ok, qualcuno mi dirà: comprati un anemometro già fatto e risolvi il problema
alla radice...
Beh, sappiate che un anemometro con i/f seriale che 'trasmetta' delle
letture che siano quindi registrabili su un PC costa oltre i 2000Euro... ed
anche fra quelli base non ho trovato niente a meno di 2/3 cento euro...
Considerando che non mi servirà mai a nient'altro, mi prenderebbe proprio
male spendere tale cifra...
Fil
22 anni fa
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Post by Rik Ben
ma sto arrancando nel trovare il modo di 'tarare' l'anemometro. Come faccio
a sapere a quanti m/s (o Km/h) di velocità di vento corrisponde una 'certa'
tensione sul motorino cc (o frequenza di rotazione delle palette)?
Portatelo in macchina, mettilo fuori dal finestrino e taralo guardando che
velocità stai facendo...
Ti consiglierei di cercare qualcuno che guidi per te durante
l'esperimento...
Qui c'è un anemometro artigianale tarato in questo modo:

http://www.baronerosso.net/index.php?module=subjects&func=viewpage&pageid=110

Qui un altro:

http://www.baronerosso.net/index.php?module=subjects&func=viewpage&pageid=9

E qui un altro ancora:

http://www.meteolab.it/meteoschools/depinedo/anemometro.html

Ciao Fil
--
questo articolo e` stato inviato via web dal servizio gratuito
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Rik Ben
22 anni fa
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Ottima idea Fil... in realtà ci avevo fatto un pensiero, però ho
scartato subito questa ipotesi perchè mi sembrava un po' troppo
imprecisa (la paura è che un errore sulla rilevazione dia
risultati troppo falsati su tutto il periodo analizzato).

Forse però non è così, magari scegliendo una bella giornata
senza vento, mettendolo su un'asta che lo tenga sufficientemente
distante dalle turbolenze della carrozzeria, possibilmente
usando più tachimetri di auto diverse e ricavando poi la media
(alle basse velocità credo abbiano imprecisioni enormi,
soprattutto quelli analogici)...

Grazie.

--
Scrivimi a: r.bennati(at)ben***nati.it

Inviato da www.mynewsgate.net
Andy
22 anni fa
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con un pressostato differenziale puoi costruirti un tubo di
pitot (utilizzato sugli aerei per misurare la velocità) lo monti
su un supporto girevole in grado di allinearsi alla direzione
del vento ed è fatta!

Ciao
Andy
Post by Rik Ben
Ottima idea Fil... in realtà ci avevo fatto un pensiero, però
ho
Post by Rik Ben
scartato subito questa ipotesi perchè mi sembrava un po' troppo
imprecisa (la paura è che un errore sulla rilevazione dia
risultati troppo falsati su tutto il periodo analizzato).
Forse però non è così, magari scegliendo una bella giornata
senza vento, mettendolo su un'asta che lo tenga
sufficientemente
Post by Rik Ben
distante dalle turbolenze della carrozzeria, possibilmente
usando più tachimetri di auto diverse e ricavando poi la media
(alle basse velocità credo abbiano imprecisioni enormi,
soprattutto quelli analogici)...
Grazie.
--
Scrivimi a: r.bennati(at)ben***nati.it
Inviato da www.mynewsgate.net
Inviato da www.mynewsgate.net
Rik Ben
22 anni fa
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con un pressostato differenziale puoi costruirti .........
Già, ma che sensibilità occorrerebbe per misurare basse velocità
di vento, diciamo <50Km/h ?

Probabilmente mi costa più di un anemometro...

--
Scrivimi a: r.bennati(at)ben***nati.it

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..nixs..
22 anni fa
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Post by Rik Ben
usando più tachimetri di auto diverse e ricavando poi la media
(alle basse velocità credo abbiano imprecisioni enormi,
soprattutto quelli analogici)...
No, i tachimetri delle auto hanno un piccolo errore direttamente
proporzionale alla velocità. A bassa velocità sono più precisi.

..nixs..
Franco
22 anni fa
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Post by Rik Ben
di casa. Fatte le medie annuali, avrò dati certi per il dimensionamento
dell'impianto. Per fare ciò pensavo di esporre una singola cella di pannello
fotovoltaico e misurare periodicamente la potenza erogata, per poi
moltiplicare il tutto x N di celle x N di pannelli.
Uno dei fattori che influenza l'efficienza di un pannello e` la pulizia
superficiale. Se fai misure per un anno, mantieni la stessa procedura di
pulizia che userai nel sistema finale.

Snip
Post by Rik Ben
Quindi ho pensato a un piccolo anemometro artigianale, esistono diverse
'varianti' a riguardo..... Per.es. un motorino cc con ventola usato da
'dinamo', montato su un supporto che ruota a 360°.
Qualche idea / aiuto sui calcoli?
Direi che stai saltando efficienze e altri fenomeni.

Forse e` meglio fare un anemometro a cucchiaio, con un fototransistor
sulla base per contare i giri. Se ti serve anche la direzione,
banderuola con rovelatore ottico alla base.

Un'altra possibilita`, decisamente piu` incasinata, e` quello di usare
un generatore ultrasonico e tre ricevitori messi su tre assi ortogonali.
La velocita` del suono dipende dalla temperatura e dal movimento
dell'aria. Fai partire un impulso, misuri i tempi di arrivo sui tre
sensori, e calcoli velocita` e direzione del vento (con correzione per
la temperatura). Quest'ultimo sistema na ha bisogno di taratura!

Sconsiglio la taratura su automobile: l'effetto aerodinamico e`
notevole: dovresti usare un sostegno per mettere l'anemometro almeno un
metro davanti all'auto.
--
Franco

Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
Fil
22 anni fa
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per
Post by Franco
la temperatura). Quest'ultimo sistema na ha bisogno di taratura!
Sconsiglio la taratura su automobile: l'effetto aerodinamico e`
notevole: dovresti usare un sostegno per mettere l'anemometro almeno un
metro davanti all'auto.
Potrebbe sdraiarsi sul cofano e tenerlo in mano!

Ciao Fil
--
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dacodac
22 anni fa
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molti caldaisti /tecnici del condizionamento usano anemometri (magari quello
che ti fa il controllo annuale sui fumi)
chiedi a lui!
per l'acquisizione dei dati, hai considerato un contakm da bici
(opportunamente calibrato?) ve ne sono di molto ricchi in funzioni
statistiche
Post by Rik Ben
valore medio e ogni 6 ore mi 'spari' via seriale il dato non è un problema,
ma sto arrancando nel trovare il modo di 'tarare' l'anemometro. Come faccio
a sapere a quanti m/s (o Km/h) di velocità di vento corrisponde una 'certa'
tensione sul motorino cc (o frequenza di rotazione delle palette)?
Rik Ben
22 anni fa
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Per la serie: la notte porta consiglio... ma sul cesso si
ragiona meglio!

Mi è venuto in mente che, usando la soluzione 'a palette' potrei
anche ipotizzare attrito = 0, e quindi no taratura.

Se così fosse, il diametro del braccio porta-palette x 3.14 =
sviluppo in lunghezza di 1 giro, cioè equivalente allo
spostamento della massa d'aria che ha generato il giro di
giostra...

Quindi, contando otticamente 1 impulso a giro, avrò: giri/s =
diam*3.14/s. Vale a dire: con un 'braccio' di 1/3.14 = 31,85cm
posso calcolare che f(Hz) = cm/s

In effetti, gli attriti aerodinamici si annullano mutuevolmente,
dato che sono gli stessi sui 2 semi-bracci, uno a favore e
l'altro contro.

La componente d'aria che 'tange' la giostrina di 4 (o meglio 6)
palette non dovrebbe avere 'perdite' significative trasferendo
il moto lineare in rotatorio...

Resta solo l'attrito che si oppone alla rotazione angolare, ma
credo che un buon cuscinetto possa renderlo sufficientemente
trascurabile...

Che dite? Puo andare il ragionamento?
--
Scrivimi a: r.bennati(at)ben***nati.it

Inviato da www.mynewsgate.net
Andy
22 anni fa
Permalink
Se ho capito bene così trascuri il regresso dell'elica...

Andy



Inviato da www.mynewsgate.net
Rik Ben
22 anni fa
Permalink
Beh, in questa seconda ipotesi, essendo palette montate su una 'giostra'
orizzontale (mezze palline da ping pong, per esempio) non c'é componente
tangenziale su ciascuna singola pala, quindi non dovrebbe esserci regresso,
perchè non è un elica a pale 'ritorte' che guarda frontalmente la direzione
di provenienza del vento.
La stessa aria che soffia sul 'sedere' della paletta di sx soffia anche
sulla parte concava di quella dx, quindi la componente che ne risulta, data
dalla differenza di 'profilo' tra le 2 mezze palline va tutta in momento
angolare per muovere la 'giostra'.

O, almeno, così credo...
Post by Andy
Se ho capito bene così trascuri il regresso dell'elica...
Andy
Inviato da www.mynewsgate.net
Franco
22 anni fa
Permalink
Post by Rik Ben
O, almeno, così credo...
Direi che non vada. La mezza pallina che va controvento produce una
coppia che deve essere contrastata da quella che viene colpita nella
parte concava. E quindi la pallina colpita nella parte concava deve
andare piu` adagio dell'aria, altrimenti non ci sarebbe spinta.
--
Franco

Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
Rik Ben
22 anni fa
Permalink
...... E quindi la pallina colpita nella parte concava deve
andare piu` adagio dell'aria, altrimenti non ci sarebbe spinta.
Io l'approcciavo, come dire, al contrario. Mi spiego.
La differenza di velocità tra l'aria e le palette è prodotta da
una forza applicata sulla paletta dal lato concavo, giusto?
Allora, cosa contrasta tale forza e le fa compiere un
lavoro 'consumando' energia? Il momento d'inerzia della
struttura di supporto delle palette (chiamiamola 'giostra' per
comodità) in ogni situazione di variazione, più l'attrito di
rotazione come 'base' costante. Ok fin qui?
Supponiamo di considerare trascurabile il momento d'inerzia
(magari rendendo molto leggera la 'giostrina'), e di voler
prendere in esame solo una situazione quasi 'costante'.
Se l'attrito di rotazione tende a zero, dovrebbe bastare una
forza quasi-zero per mantenere la rotazione, sicché la
differenza di velocità tra l'aria che opera il movimento e le
palette anch'essa deve tendere a zero....
Più attrito = più differenza, Più peso giostra (momento inerzia)
= più alta la costante di tempo perchè il sistema si stabilizzi

Dovrebbe tornare...
Tra l'altro misurare variazioni troppo incostanti mi è anche
poco utile, perchè poi non producono energia...
--
Scrivimi a: r.bennati(at)ben***nati.it

Inviato da www.mynewsgate.net
Franco
22 anni fa
Permalink
Post by Rik Ben
...... E quindi la pallina colpita nella parte concava deve
andare piu` adagio dell'aria, altrimenti non ci sarebbe spinta.
Io l'approcciavo, come dire, al contrario. Mi spiego.
La differenza di velocità tra l'aria e le palette è prodotta da
una forza applicata sulla paletta dal lato concavo, giusto?
No, e` la differenza di velocita` che provoca la forza.
Post by Rik Ben
Allora, cosa contrasta tale forza e le fa compiere un
lavoro 'consumando' energia?
Il fatto che c'e` un'altra paletta, dalla parte opposta, che sta venendo
avanti e prende aria dalla parte convessa. la velocita` relativa e` data
da quella del vento piu` quella di avanzamento. Solo la forma e quindi
il diverso coefficiente di resistenza aerodinamica le permettono di
venire avanti. Prova a pensare a una giostrina con palette piatte: vedi
subito che non gira.
Post by Rik Ben
Se l'attrito di rotazione tende a zero, dovrebbe bastare una
forza quasi-zero per mantenere la rotazione, sicché la
differenza di velocità tra l'aria che opera il movimento e le
palette anch'essa deve tendere a zero....
No perche' ci sono le palette che avanzano che hanno resistenza
aerodinamica.
Post by Rik Ben
Dovrebbe tornare...
non funziona!
--
Franco

Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
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