{"id":36041,"date":"2023-06-28T16:00:59","date_gmt":"2023-06-28T14:00:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.wwwtest.lsi-lastem.com\/?p=36041"},"modified":"2024-05-27T12:59:19","modified_gmt":"2024-05-27T12:59:19","slug":"delay-distance-e-damping-ratio","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lsi-lastem.com\/it\/delay-distance-e-damping-ratio\/","title":{"rendered":"Come la Delay Distance e il Damping Ratio influenzano le prestazioni degli anemometri"},"content":{"rendered":"\t\t
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Come la Delay Distance e il Damping Ratio influenzano le prestazioni degli anemometri<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Gli\u00a0anemometri<\/b><\/a>\u00a0a coppe e banderuola<\/b>\u00a0sono contraddistinti da diverse\u00a0caratteristiche tecniche<\/b>, che concorrono a determinare la qualit\u00e0 della misura raccolta, sia essa di velocit\u00e0 o di direzione del vento.<\/p>

In questo articolo ci soffermeremo su quelle caratteristiche che vanno a caratterizzare il comportamento di uno strumento di misura del vento durante le condizioni di regime dinamico, ovvero quando le condizioni ambientali variano repentinamente prima di raggiungere la stabilit\u00e0.<\/p>

Il parametro utilizzato per la qualificazione della risposta dinamica degli anemometri a coppe \u00e8 la\u00a0Delay Distance<\/b>\u00a0(dR) o\u00a0Distance Constant<\/b>\u00a0(LU), descritta nelle norme VDI 3786-2 2000 e ASTM 5096-96.<\/p>

La risposta dinamica di un misuratore di direzione del vento a banderuola \u00e8 qualificata invece sia dalla\u00a0Delay Distance<\/b>\u00a0(dR) sia dal\u00a0Damping Ratio<\/b>\u00a0(D) o\u00a0Damping Coefficient<\/b>, come descritti nelle norme di riferimento VDI3786-2 e ASTM 5366-96.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Misura della velocit\u00e0 del vento: cosa considerare?\n\n<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Durante una variazione di velocit\u00e0 del vento, qualsiasi anemometro non rileva immediatamente il cambiamento poich\u00e9, come in qualsiasi processo di misurazione, \u00e8 presente un certo ritardo dovuto all\u2019inerzia.<\/p>

La\u00a0Delay Distance<\/b>\u00a0\u00e8 un parametro che permette di quantificare l\u2019inerzia dello strumento nel rispondere alla variazione di velocit\u00e0 del vento e indica il tragitto (in metri) percorso da un volume di vento, dopo una variazione repentina di velocit\u00e0, in un tempo pari al 63% (o una costante di tempo \u03c4) del tempo totale necessario dallo strumento per raggiungere la nuova velocit\u00e0.<\/p>

La Delay Distance viene calcolata moltiplicando la velocit\u00e0 del vento per una costante di tempo specifica, ottenuta considerando l\u2019intervallo di tempo tra il momento in cui si misura il 30% della nuova velocit\u00e0 del vento e il 74% della stessa. Questa procedura \u00e8 rappresentata in dettaglio nella Figura 1.<\/p><\/div><\/div><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figura 1 \u2013 Andamento della misura della velocit\u00e0 del vento nel tempo (ISO 17713-1 2007 pag. 5).<\/p><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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La formula per il calcolo della Delay Distance \u00e8 la seguente:<\/p>

dR= U *\u00a0\u03c4<\/strong><\/p>

Con:
U: velocit\u00e0 del vento;
\u03c4: costante di tempo.<\/p>

Minore \u00e8 la Delay Distance, e quindi la costante di tempo, pi\u00f9 veloce sar\u00e0 la risposta dell\u2019anemometro a coppe nel raggiungere la misura della nuova velocit\u00e0.<\/p>

La norma ASTM 5096-96 richiede che la Delay Distance venga calcolata per i valori di velocit\u00e0 del vento di 5 m\/s e 10 m\/s. Affinch\u00e9 un anemometro possa essere considerato accurato il valore accettabile di Delay Distance dovrebbe essere \u2264 4\u20265 m (VDI3786-2).<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Misura della direzione del vento: cosa considerare?<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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In questo caso, la\u00a0Delay Distance<\/b>\u00a0rappresenta la distanza (espressa in metri) che il vento percorre nel tempo in cui la banderuola si sposta dalla sua posizione iniziale al 50% della sua posizione finale, a seguito della variazione di regime anemometrico.<\/p>

Il valore della Delay Distance dipende dalla densit\u00e0 dell\u2019aria e si ottiene moltiplicando la velocit\u00e0 dell\u2019aria per una costante di tempo, come nel caso precedente. In questo caso, la costante di tempo\u00a0\u03c4\u00a0rappresenta il tempo (in secondi) necessario affinch\u00e9 il sensore a banderuola si sposti dalla sua posizione iniziale al 50% della sua posizione finale.<\/p>

Per un gonioanemometro con una buona risposta alle variazioni del regime anemologico, la Delay Distance dovrebbe essere inferiore a 5 m.<\/p>

Un altro parametro importante per la qualificazione dei sensori a banderuola, \u00e8 il\u00a0Damping Coefficient<\/b>.<\/p>

Durante un improvviso cambio di direzione del vento, la banderuola si allineer\u00e0 lungo la nuova direzione y0. Dopo aver raggiunto la posizione finale, la banderuola osciller\u00e0 intorno a y0 per alcuni secondi prima di stabilizzarsi. Questa oscillazione sar\u00e0 debolmente smorzata dalla pressione dell\u2019aria.<\/p><\/div><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Figura 2 \u2013 Schematizzazione del movimento della banderuola dalla posizione iniziale a quella finale (sinistra); grafico delle oscillazioni della banderuola nel tempo al variare del Damping Ratio (h), con comportamento smorzato, non smorzato e debolmente smorzato (destra).<\/p><\/div><\/div><\/div><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Il Damping Coefficient deve assumere valori D < 0,6 per garantire un debole smorzamento della banderuola. Secondo le indicazioni della norma VDI3786-2, i valori ottimali del coefficiente per mantenere la banderuola in campo debolmente smorzato sono tra 0,2 e 0,3.<\/p>

Il Damping Ratio \u00e8 dato dalla seguente relazione:<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Con:
a1: ampiezza prima oscillazione
a3: ampiezza seconda oscillazione<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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