初中中考物理知識點:風能的利用

編輯: 路逍遙 關(guān)鍵詞: 中考復習 來源: 逍遙右腦記憶


  在自然界的能源中,風能是極其豐富的。據(jù)粗略估計,近期可以利用的風能總功率約為106~107兆瓦,這個數(shù)值比全世界可以利用的水力資源大10倍。但是,這筆巨大的自然財富還有待人類大力開發(fā)。

  我國是利用風能最早的國家。早在2000多年以前,利用風力驅(qū)動的帆船已經(jīng)在江河中行駛,明代開始應用風力水車灌溉農(nóng)田,并且出現(xiàn)了用于農(nóng)產(chǎn)品加工的風力機械。

  現(xiàn)代利用風能的主要方式是風力發(fā)電,它的核心是風輪機。

  風輪機可以分為水平軸和垂直軸兩大類。

  上圖是一種水平軸風輪機。高高的機架上裝著一個可以在水平方向轉(zhuǎn)動的工作臺,臺面上有發(fā)電機。臺架的尾部裝有一個尾舵,它靠風力來回轉(zhuǎn)動,讓風輪總是迎風轉(zhuǎn)動。巨大的風輪葉片有十幾米長,轉(zhuǎn)動起來的力量是很大的。

  在丹麥日德蘭半島北部的奧爾堡,有一座巨大的風車。安裝風車和發(fā)電設備的鋼筋混凝土塔有13層樓高,塔頂直徑3米,塔底直徑6米。風車的葉片長27米,一個葉片就有5噸重。在風力推動下,巨大的風車每分鐘轉(zhuǎn)40轉(zhuǎn)。風車后邊的雪茄煙形狀的機艙里安放著發(fā)電機,它每年可發(fā)電400萬千瓦時。

  這座巨大的風力發(fā)電機,是一所中學、一所師范大學和一所“旅行大學”的教師和學生籌資建成的,沒有向政府和工業(yè)界要一分錢。工程設計、建造以及部分零件的制造,都是數(shù)百名學生和教師一起完成的,只聘請了4位工程師和專家作指導。這是世界上業(yè)余愛好者制作的最大的風車。

  垂直軸的風輪機,也叫中國式風輪機,它的“祖先”是立帆式風輪機,誕生在我國北方沿海一帶,估計是在宋朝時出現(xiàn)的。這種風輪機的軸與風向大體垂直,是豎直向上的,風帆總是朝一個方向轉(zhuǎn)動。

  上圖是我國研制的垂直軸風輪機示意圖,豎直的軸在風吹時轉(zhuǎn)動,帶動下部的發(fā)電機發(fā)電。這種風力發(fā)電站是大有發(fā)展前途的。

  我國適合風力發(fā)電的區(qū)域非常廣闊,特別是東南沿海和西北草原地區(qū)。這些區(qū)域的年平均風速分別達到6~8米/秒和4~6米/秒,具有相當大的開發(fā)、利用價值。

  我國科技人員在七五計劃期間,進行風能利用的攻關(guān)。研制了6種百瓦級、4種千瓦級和4種10千瓦級風力發(fā)電機組,使我國風力機系列55千瓦級以下品種基本齊全,性能和質(zhì)量有了新的提高。主要性能指標均達到國際先進水平。其中研制的兩臺55千瓦發(fā)電機組,已在山東長島安裝,部分性能指標達到國外樣機的水平。研制的5種風力提水機組,其中FDG-7型大流量風力提水機組,是我國目前功率最大的風力提水機組,在低揚程大流量風力提水機類型中,處于國內(nèi)外領(lǐng)先地位。

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