Question

風(fēng)力發(fā)電作為一種無污染、低成本的電力產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景廣闊.我國風(fēng)力資源豐富，到2000年底，我國風(fēng)力發(fā)電機(jī)的總裝機(jī)容量已達(dá)264萬千瓦.風(fēng)力發(fā)電的原理是利用風(fēng)推動葉輪轉(zhuǎn)動，將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為葉輪的動能，再將葉輪的動能轉(zhuǎn)化為電能.
（1）設(shè)空氣的密度為ρ，葉輪每個車葉的長度均為L，正對葉輪的水平風(fēng)速為v，整個發(fā)電機(jī)的效率為η，那么每臺發(fā)電機(jī)發(fā)出的電功率P=_____________.
（2）我國研制Wd646型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，每個車葉的長度L="22" m，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到v="15" m/s時，其輸出的電功率可達(dá)P="600" kW.求該風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為電能的總效率η.（空氣密度ρ="1.29" kg/m3）

Answer 1

（1）πρηL2v3 （2）18%

（1）在時間t內(nèi)作用于風(fēng)車的氣流的質(zhì)量m=ρV=ρπL2vt    ①
這部分氣流的動能
Ek=mv2 ②
由能的轉(zhuǎn)化和守恒知獲得的電能
E電=ηEk  ③
由P=   ④
由①②③④解之得：P=πρηL2v3.
②由①的結(jié)果可知效率
η===18%.