不同高度风速

不同风速推算方法的研究

摘 要： 高度的风速换算有不同的计算方法，选取4种不同风况下的测风数据，采用风廓线法、平均指数法、订正系数法和10m高幂率法四种方法，对各塔不同高度风速进行对比分析计算，发现风廓线法计算精度最高，适用性最好，平均指数法基本能够满足工程所需精度，适用性略差，后两种方法适用性较差，特别是10m高幂率法计算精度不能够满足工程要求。 关键词： 风速；风切变指数；风能资源评价 0 引言

在风电场设计中，风能资源的评估是一个非常重要的工作，其中拟建轮毂高度处风速的计算则是重中之重。风速评估的准确与否直接决定了风电场功率等级的评定、50年一遇风速计算等，进而影响机型的选择和发电量的评估，最终影响到风电场项目的经济性评价。因此，能够准确地评估风机处轮毂高度的风速，是件非常有意义的工作。

风速随高度变化，形成一个垂直风廓线，随水平的变化，则形成一个水平的风廓线。在风能资源评估工作中，我们比较关心风速随高度的变化情况，也就是垂直风切变。本文将重点讨论不同高度风速的计算，下文中所讲的风切变均为垂直风切变。

本文将采用指数关系对于风速的垂直变化情况进行论述分析。 1 风切变指数公式

在近地层中，风速随高度的变化显著。造成风在近地层中垂直变

不同风速推算方法的研究

摘 要： 高度的风速换算有不同的计算方法，选取4种不同风况下的测风数据，采用风廓线法、平均指数法、订正系数法和10m高幂率法四种方法，对各塔不同高度风速进行对比分析计算，发现风廓线法计算精度最高，适用性最好，平均指数法基本能够满足工程所需精度，适用性略差，后两种方法适用性较差，特别是10m高幂率法计算精度不能够满足工程要求。 关键词： 风速；风切变指数；风能资源评价 0 引言

在风电场设计中，风能资源的评估是一个非常重要的工作，其中拟建轮毂高度处风速的计算则是重中之重。风速评估的准确与否直接决定了风电场功率等级的评定、50年一遇风速计算等，进而影响机型的选择和发电量的评估，最终影响到风电场项目的经济性评价。因此，能够准确地评估风机处轮毂高度的风速，是件非常有意义的工作。

风速随高度变化，形成一个垂直风廓线，随水平的变化，则形成一个水平的风廓线。在风能资源评估工作中，我们比较关心风速随高度的变化情况，也就是垂直风切变。本文将重点讨论不同高度风速的计算，下文中所讲的风切变均为垂直风切变。

本文将采用指数关系对于风速的垂直变化情况进行论述分析。 1 风切变指数公式

在近地层中，风速随高度的变化显著。造成风在近地层中垂直变

仪器科学与电气工程学院

本科生科技学术实践“六个一”工程

调研报告

风速风向测量

——“车载微型气象站”大创项目

学生姓名 *** 班级 ** 学号 **** 指导教师 ***

学 院 *********

专 业 ******

光电编码器测量风速风向

摘要：

由于气象事业已经和人们的民用和工业活动密不可分,在国防建设、社会进步、经济发展中,气象采集技术扮演着重要的角色,同时随着国家可持续发展战略的实施,气象采集技术对我们越来越重要；随着人们对气象信息需求的不断变化,传统的气象观测模式已经无法满足人们的需要,因此,自动气象数据采集技术在我国有了很好的发展；气象数据采集系统的物联性直接影响着数据实用性,从而,如何实现广泛地从全国各地以致世界各地采集数据信息并汇总,今后必然是极其有意义的一个研究方向。

本项目设计目的是研究物联网式、低成本、大范围地对各地风速风向数据进行采集。使用51单片机和光电编码器可以实现要求，故计划设计一套基于51单片机的光电编码

电子式风速表使用说明

? ? ?

产品名称：CFJD5型煤矿用电子式风速表 产品型号：CFJD5型 产品简介：

煤矿用电子式风速表是新一代智能数字式风速检测仪，适用于检测存在易燃易爆可燃性气体混合物环境中的平均风速。具有直读显示，测值准确，数据存取，调校、使用方便等功能及特点。

? 主要用途及使用范围：

CFJD型矿用电子式风速表（以下简称风速表）,采用微处理器技术，具有直读显示、数据存取、测值准确、使用方便等功能及特点。适用于测量存在易燃易爆可燃性气体混合物工作环境中的平均风速。

主要技术指标： 项目 规格 测量范围(m/s) 基本误差(m/s) 启动风速(m/s) 防爆型式 显示方式 电池组 连续工作时间 外形尺寸 重量 配套设备

技术指标 CFJD5 CFJD25 0.3～5 0.5～25 ≤0.2 ≤0.3 ≤0.2 ≤0.4 Exib I 3位LED 3×FSM700 mAh ＞18h 50×25×155mm ＜0.18kg 单体充电器 注意事项

1、风速表使用前请认真阅读本说明书，并按要求正确操作； 2、风速表应有专人维护使用，严禁随便拆卸和触

重庆风速和风向

重庆处于东亚季风区，

又受东北西南向平行岭谷地形影响， 冬季盛行偏北风， 夏季则偏南风

明显增多。全市累年平均风速为 1.12M/S

，西北部地区平均风速最大，达 1.26 M/S ，东南部 最小为 0.9 M/S

，其季节变化是秋季 9 、 10

月份最大，春季次之，冬季最小。

（一）风速

全市各地年平均风速 0.9 －

2.1 M/S ，

是全国风速最小的地区之一。 云阳的累年平均风速 最大，为 2.1 M/S

。奉节、长寿的累年平均风速也较高，在 2.0 － 2.1 M/S

，万州、城口的平 均风速最小仅有 0.6 M/S 。

一年中，冬季风速较小，为 0.97 M/S ，春季最大，为 1.3 M/S ，夏季次之，为 1.2 M/S 。

从全市月极值状况看，万州、开县 12

月平均风速仅 0.4 M/S ，云阳、长寿

3

月平均风速达 2.4 M/S 。

最大风速，是指凤翔风速自记仪器记录 10

分钟平均最大风速，它比月平均风速大很多， 沙坪坝 1961 年 8 月 4

日最大风速 27 M/S ，万州 1973 年 8 月 27

日最大风速竟达到 33.3

重庆风速和风向

重庆处于东亚季风区，

又受东北西南向平行岭谷地形影响， 冬季盛行偏北风， 夏季则偏南风

明显增多。全市累年平均风速为 1.12M/S

，西北部地区平均风速最大，达 1.26 M/S ，东南部 最小为 0.9 M/S

，其季节变化是秋季 9 、 10

月份最大，春季次之，冬季最小。

（一）风速

全市各地年平均风速 0.9 －

2.1 M/S ，

是全国风速最小的地区之一。 云阳的累年平均风速 最大，为 2.1 M/S

。奉节、长寿的累年平均风速也较高，在 2.0 － 2.1 M/S

，万州、城口的平 均风速最小仅有 0.6 M/S 。

一年中，冬季风速较小，为 0.97 M/S ，春季最大，为 1.3 M/S ，夏季次之，为 1.2 M/S 。

从全市月极值状况看，万州、开县 12

月平均风速仅 0.4 M/S ，云阳、长寿

3

月平均风速达 2.4 M/S 。

最大风速，是指凤翔风速自记仪器记录 10

分钟平均最大风速，它比月平均风速大很多， 沙坪坝 1961 年 8 月 4

日最大风速 27 M/S ，万州 1973 年 8 月 27

日最大风速竟达到 33.3

表4.3.5风速选择表（m/s）

通风与空调系统产生的噪声传至主要房间的噪声级应小于46db（A）

不同类型建筑机械通风各类风口的推荐风速如下（基于噪声控制）： 图书馆、播音录音室、手术室电视录像室等：≤2.5m/s 居住区、公寓寝室、医院病房、私人办公室等：≤3.0m/s 银行、剧场、教室、饭店、商店、一般办公室等：≤5.0m/s 舞台、厨房、工厂、体育馆、仓库、百货公司等：≤7.5m/s

不同建筑风管的推荐风速如下（噪声要求低或人员不经常经过和停留时可适当增大）： 住宅建筑：风管干管：3.5~4.5m/s；风管支管：3.0m/s 公共建筑：风管干管：5.0~6.5m/s；风管支管：3.0~4.5m/s 工厂类： 风管干管：6.0~9.0m/s；风管支管：4.0~5.0m/s 房间类型

室内允许噪音dB(A)

主管风速 m/s 3～4 4～6 6～8

支管风速 m/s≤2 2～3 3～5

送风口风速（颈部）m/s ≤1.2

35～50 50～65

≤2

播音室、影剧院 25～35 办公室、会议室 餐饮、商场

工厂 注：

≤2.4 ≤3.6

65～85

8～10

5～8

1. 风速≤8m/s时，噪音在风管中0.3

风压与风速的关系

当风以一定的速度向前运动遇到阻塞时，将对阻塞物产生压力，即风压。 设速度为v的一定截面的气流冲击面积较大的结构物时，由于受到阻碍，气流改成向四周外围扩散，形成压力气幕，如下图所示。如果气流原先的压力强度为wb，气流冲击结构物后速度逐渐减小，其截面中心一点的速度减小至零时，在该点处产生的最大气流压强，设为wm。则结构物受气流冲击的最大压力强度为wm wb，此即工程上所定义的风压，记为w。

为求得风压w与风速v的关系，设气流每点的物理量不变，略去微小的位势差影响，取流线中任一小段dl,如图所示。设w1为作用于小段左端的压力，则作用于小段右端近压力气幕的压力为w1 dw1。

以顺流向的压力为正，作用于小段上的合力为w1dA (w1 dw1)dA dw1dA，该合力应等于小段的气流质量M与顺流向加速度a的乘积，即 dw1dA Ma dAdl此式可得 dw1 dl

dv

。由dt

dv

，注意到dl vdt，代入前式得dw1 vdv，而方程的解为dt

1

w1 v2 c。此式称为伯努利方程，其中c为常数。从该方程可以看出，气流在运动

2

过程中，其本身压力随流速变化而变化，流速快，则压力小；而流速慢，则压力大。当v=0时，w1 wm，代入方程

4、《风向和风速》练习

一、填空题：

1、风向是指风吹来的 ，也就是风向标箭头所指的 。我们可以用 个方位来描述风向，分别是（东、东南、南、西南、西、西北、北、东北）。

2、风向是指风 的方向。由北向南吹来的是 ，由西南向东北吹来的是 。当红旗飘向东南时，吹的是 。 3、我们可以用（八个）方位来描述风向。

4、风向是指（风）吹来的方向，它可以用（风向标）来测量，风向标箭头所指的方向就是（风向）。北风是由（北）向（南）吹来的风。当红旗向西方飘时，吹的是（东）风。

5、风向是指风 吹来 的方向。风向可以用 风向标 来测量。风向标的箭头指向风吹来 的方向。如指向标的箭头指向西北，就是西北风。

6、风向是指 。如北风是由 向 吹来的。气象学家用_________（风向标 风速仪）测风向。

7、风向是指风______的方向。从东南方向吹来的风是______风。

8、风向标的方向是指向西方向，那么风向是吹 风。用飘动的旗子来判断风向，发现旗子向东南方向飘动，那么这天的风向是 风。

4、《风向和风速》练习 一、填空题：

1、风向是指风吹来的 ，也就是风向标箭头所指的 。我们可以用 个方位来描述风向，分别是（东、东南、南、西南、西、西北、北、东北）。 2、风向是指风 的方向。由北向南吹来的是 ，由西南向东北吹来的是 。当红旗飘向东南时，吹的是 。

3、我们可以用（八个）方位来描述风向。

4、风向是指（风）吹来的方向，它可以用（风向标）来测量，风向标箭头所指的方向就是（风向）。北风是由（北）向（南）吹来的风。当红旗向西方飘时，吹的是（东）风。 5、风向是指风 吹来 的方向。风向可以用 风向标 来测量。风向标的箭头指向风吹来 的方向。如指向标的箭头指向西北，就是西北风。

6、风向是指 。如北风是由 向 吹来的。气象学家用_________（风向标 风速仪）测风向。

7、风向是指风______的方向。从东南方向吹来的风是______风。

8、风向标的方向是指向西方向，那么风向是吹 风。用飘动的旗子来判断风向，发现旗子向东南方向飘动，那么这天的风向是