PODSTATA VĚTRU
Vítr je pohyb vzduchu vůči zemskému povrchu. Na pravidelnost tohoto proudění
silně působí nerovnoměrné zahřívání vzduchu slunečním zářením, střídání
teplot a tepelné rozdíly mezi mořem a pevninou, horami a údolími, zalesněnými a
holými plochami a podobně. V proudění vzduchu pak nastávají časté výkyvy, které
se v krajním případě projevují větrnými bouřemi.
 |
|
Princip větrného stroje. |
|
V pohybu větru výrazně převládá vodorovná složka. Je
charakterizován jednak směrem, odkud vane ( ve stupních nebo sektorech - sever 360°
nebo 0°, východ 90°, jih 180°, západ 270° ), jednak rychlostí (měřenou v m/s nebo
km/s - viz Beaufortova stupnice).
Převládající větry nad velkými územími určují všeobecnou cirkulaci atmosféry, zatímco místní větry
určitého směru a charakteru se vyskytují nad menšími územími (viz Větrné
lokálky). V tropických a subtropických pásmech je proudění větru pravidelné.
Směrem k rovníku proudí pasáty a v horních vrstvách opačným směrem antipasáty.
Pro oblast jihovýchodní Asie je typické půlroční střídání monzunů vanoucích na
pevninu z moře s antimonzuny směřujícími opačně.
Ve střední Evropě nejsilnější větry (vichřice) dosahují 9.stupně
Beaufortovy stupnice, tedy rychlosti i přes 80 km/h.
 |
Se třetí mocninou. Výkon větru prudce stoupá se třetí mocninou
jeho rychlosti. Jestliže se rychlost zvýší dvakrát, podává vítr osminásobný
výkon. Výkon větru totiž plyne z rovnice P=1/2 q v3 S, kde P
je výkon [W], q hustota vzduchu [kg/m3] - ta souvisí mimo jiné s tlakem,
výškou a teplotou - a S plocha, kterou vítr proudí [m2]. Lze to snadno
odvodit z rovnice pro kinetickou energii E=1/2 m.v2. Stačí vyjádřit
hmotnost jako hustotu vyjádřenou objemem (m=qV) a výkon jako práci (energii) dělenou
časem. Vychází: P=E/t=1/2 qVv2/t. Pak už stačí uvědomit si, že
objem vzduchu narážejícího po čas t na plochu vrtule činí V/t=vs, a rovnice výkonu
větru je hotova. Příklad? Vzroste-li rychlost větru z 5 m/s (rychlý běh) na
10 m/s (špičkový sprinter na trati 100 m), výkon vzroste z 81 W/m2
na 648 W/m2, skutečně tedy osmkrát.
|