Question

我省目前正在大力開發(fā)的風(fēng)力發(fā)電是一種將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為電能的環(huán)保發(fā)電方式。風(fēng)力發(fā)電機的外觀如圖所示，其主要部件包括風(fēng)輪機、齒輪箱、發(fā)電機等。
（1）風(fēng)輪機葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積可視為風(fēng)力發(fā)電機可接收風(fēng)能的面積。設(shè)風(fēng)速大小為v，方向垂直于葉片掃過的平面，風(fēng)輪楓葉上片長度為r，空氣密度為ρ，求單位時間內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機可接收的風(fēng)能P₀；
（2）若風(fēng)力發(fā)電機將可接收的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率η=20%，當(dāng)?shù)氐目諝饷芏圈?1.3 kg/m³，風(fēng)速v=10 m/s，要設(shè)計一臺功率P=20 kW的風(fēng)力發(fā)電機，內(nèi)輪機的葉片長度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)輪機單位時間接收的風(fēng)能，可采取哪些措施？請?zhí)岢鲆粭l建議。

Answer 1

解：（1）風(fēng)輪機可接收的風(fēng)能為 ①
 ②
每鈔鐘接收的風(fēng)能為 ③
由①②③得 ④
（2）發(fā)電機功率為 ⑤
由④⑤得 ⑥
代入數(shù)據(jù)得m ⑦
（3）可增加風(fēng)輪葉片長度、安裝調(diào)向裝置，以保證風(fēng)輪機與風(fēng)速垂直等（其他答案合理也給分）