la micrometeorologia e la dispersione degli inquinanti ... - ARPA Lazio

LA MICROMETEOROLOGIA E LA CAPACITA’ DISPERDENTE DELL’ATMOSFERA
renti tipi di anemometri, a seconda del tipo di misura che si intende realizzare.
2.7.3.1.1 Anemometro a coppe
L’anemometro a coppe (cup anemometer) è uno dei più antichi anemometri realizzati
ed il suo compito è la misura della velocità orizzontale del vento. Dal punto di
vista geometrico (Fig.2.54) è costituito da tre o più superfici cave (coppe) normalmente
a forma di calotte sferiche o coniche, forma che presenta una resistenza
aerodinamica diversa a seconda che il flusso d’aria investa la superficie dalla parte
concava o convessa. Queste coppe, equidistanti angolarmente una dall’altra, sono
collegate rigidamente in modo da formare un equipaggio rotante collegato a
cuscinetti che ne permettono il movimento, limitandone gli attriti. Il sistema rigido
costituito dalle coppe, in presenza di vento si pone in rotazione e dalla sua velocità
di rotazione si deduce la velocità orizzontale del vento.
Se con Ω si indica la velocità di rotazione delle coppe, la velocità del vento è data da:
U = U s + CRΩ [2.126]
dove C è il coefficiente di calibrazione dipendente dalle caratteristiche fisiche e geometriche
dell’anemometro e U s è la velocità di avvio che è una caratteristica costruttiva
dello strumento.Valori tipici vanno da 0.1 m •s-1 per gli esemplari più moderni
e leggeri a circa 1 m •s-1 per gli esemplari di costruzione più antiquata e per impieghi
di tipo aeronautico.
Dal punto di vista dinamico, l’anemometro a coppe è, in prima approssimazione,
uno strumento del primo ordine, con una risposta non oscillante che si adatta progressivamente
alle variazioni dell’ingresso. La sua risposta dinamica dipende da una
costante di tempo τ che è funzione della velocità del vento stessa e dalle caratteristiche
fisiche dell’anemometro. Inoltre, è definibile anche una distanza caratteristica
L, identificabile nella lunghezza di una colonna di aria a una velocità U che, passando
dall’anemometro inizialmente a riposo, lo porta al 63% della sua velocità di
equilibrio tipica per quella velocità dell’aria. E' facile vedere come τ sia legato a L
dalla relazione L=Uτ. In commercio esistono pochi anemometri ultraleggeri con
L=0.5m, un certo numero di anemometri con L=1÷2m e ancora esemplari di vecchio
disegno con L= 5÷20m.
Fig. 2.54:Anemometro a coppe.
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