Diplomarbeit - FB 4 Allgemein - Fachhochschule Düsseldorf

1 Methoden der Windgeschwindigkeitsmessung
konkave 8 Seite. Die Schale mit der konkaven Seite wird daher vom Wind wegbewegt.
Mit der Drehung der Schalen ändert sich sowohl der cw-Wert als auch die Fläche A der
Einzelschalen. Die vom Fluid mit der Dichte rF ausgeübte dynamische Kraft FF
entspricht der Gleichung (1.5).
F
F
2
cw
⋅A
⋅ρF
⋅c
= (1.5)
2
Für die Messung der Geschwindigkeit wird meistens die Anzahl der
Schalenumdrehungen pro Sekunde (Frequenz) gemessen. Zwischen der
Geschwindigkeit und der Messgröße besteht ein linearer Zusammenhang, der durch
die Kalibrierung ermittelt wird. Der Widerstandsbeiwert cw ist von der Reynolds-Zahl
abhängig (siehe auch Kapitel 6.7). Deshalb ist bei einem größeren
Geschwindigkeitsbereich eine individuelle Kalibrierung erforderlich [2].
Problematik der Messung mit Schalenkreuzanemometer
Das Anemometer läuft schon bei einem Windstoß von ca. 0,3 m/s an, aber flaut der
Wind abrupt ab, läuft es wegen der Trägheit noch eine Zeit nach. Die Geschwindigkeit
wird also noch für einige Sekunden gemessen, obwohl kein Wind mehr weht. Somit
wird der berechnete Mittelwert nach oben hin verfälscht.
Andererseits weist das Gerät zwar eine geringe Haftreibung auf, aber bei einer sehr
niedrigen Windgeschwindigkeit (kleiner 0,3 m/s) läuft es nicht an, so dass auch hier ein
Messfehler zustande kommt. Um dem entgegenzuwirken, wählt man eine möglichst
kurze Armlänge und beschränkt sich auch häufig auf nur drei Schalen, so dass das
Trägheitsmoment auf diese Weise verringert wird. Um andererseits die
Anlaufgeschwindigkeit klein zu halten, wählt man den Schalendurchmesser möglichst
groß [20].
Vor- und Nachteile der Schalenkreuzanemometer
Vorteile
• robuster Windgeschwindigkeitsmesser,
• wartungsarm, hohe Lebensdauer von ca. 20 Jahren (Lageraustausch je nach Einsatz
alle 3 bis 6 Jahre) [18],
• richtungsunempfindlich in der Ebene des Schalenkreuzes.
8 hohl, nach innen gekrümmt
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