(2010?无锡)空气流动形成风,风能够发电.风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置,其主要

2024-11-01 19:09:54
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回答1:

(1)由ρ=
m
V
得,V=
m
ρ
=
7200kg
1.2kg/m3
=6000m3
1h空气所产生的能量为:Q=32J/kg×7200kg/s×3600s=8.2944×108J,
1h内获得的风能相当完全燃烧煤:m=
Q
q
=
8.2944×108J
3.2×107J/kg
=25.92kg.
(2)设风扇的叶片旋转面积为s,风速为v;
单位时间t内,通过风扇的空气流量为:V=sl=s?vt;
那么这些空气的质量为:m=ρV=ρs?vt;
当空气密度、风扇的叶片旋转面积以及时间相同的情况下,m、v成正比;
即:
m′
v′
=
m
v
,得:
m′=
mv′
v
=
7200kg
8m/s
×10m/s=9000kg,
根据表可知产生能量为:E=50J/kg×9000kg=4.5×105J,
这台风力发电机的风能转化为电能的效率为:η=
E
E
×100%=
5.4×104J
4.5×105J
×100%=12%.      
(3)因为海拔越高空气的流动速度越大,产生的能量越多,从而提高风力发电机的转化效率,所以理想空气发电厂应建立在海拔4600m到10000m的空中.