Question

我省目前正在大力開(kāi)發(fā)的風(fēng)力發(fā)電是一種將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的環(huán)保發(fā)電方式.風(fēng)力發(fā)電機(jī)的外觀如圖所示，其主要部件包括風(fēng)輪機(jī)、齒輪箱、發(fā)電機(jī)等.

（1）風(fēng)輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃過(guò)的面積可視為風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接收風(fēng)能的面積.設(shè)風(fēng)速大小為v,方向垂直于葉片掃過(guò)的平面，風(fēng)輪楓葉上片長(zhǎng)度為r,空氣密度為ρ，求單位時(shí)間內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接收的風(fēng)能P₀；

（2）若風(fēng)力發(fā)電機(jī)將可接收的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率η=20%，當(dāng)?shù)氐目諝饷芏?i>ρ=1.3 kg/m³,風(fēng)速v=10 m/s,要設(shè)計(jì)一臺(tái)功率P=20 kW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，內(nèi)輪機(jī)的葉片長(zhǎng)度r應(yīng)為多少？

（3）在風(fēng)速和葉片確定的情況下，要提高風(fēng)輪機(jī)單位時(shí)間接收的風(fēng)能，可采取哪些措施？請(qǐng)?zhí)岢鲆粭l建議.

Answer 1

解：（1）風(fēng)輪機(jī)可接收的風(fēng)能為

  ①  （1分）         ②  （2分）

每鈔鐘接收的風(fēng)能為          ③  (1分)

由①②③得  ④  （2分）

（2）發(fā)電機(jī)功率為          ⑤  （1分）  

由④⑤得  ⑥  （2分）     代入數(shù)據(jù)得 m  ⑦  （1分）

（3）可增加風(fēng)輪葉片長(zhǎng)度  安裝調(diào)向裝置，以保證風(fēng)輪機(jī)與風(fēng)速垂直等（其他答案合理也給分）  （2分）