由于气候寒冷,南极大陆成为强大的高压中心,形成由大陆中心吹向边缘的风暴,有世界“风极”之称,年平均风速17m/s~18m/s.若以最小平均风速吹动一个直径为10m的风车发电,风车将20%的

问题描述:

由于气候寒冷,南极大陆成为强大的高压中心,形成由大陆中心吹向边缘的风暴,有世界“风极”之称,年平均风速17m/s~18m/s.若以最小平均风速吹动一个直径为10m的风车发电,风车将20%的风能转化为电能,试计算风车的发电功率.(已知空气的密度为1.29kg/m3

以最小平均风速吹动一个直径为10m的风车发电,在时间t内,一个直径为10m的长度为vt的沿风速方向的柱体的20%风能转化为电能,根据能量守恒定律,有:
E=20%×

1
2
(ρvtS)v2       ①
其中:S=
1
4
πd2
         ②
风车的发电功率:
P=
E
t
                 ③
联立解得:
P=
1
40
πρd2v3
=
1
40
×3.14×1.29×102×173
=4.98×104=49.8KW
答:风车的发电功率为49.8KW.