题目

[题目]阅读短文,回答问题:-|||-风力发电-|||-,UNDUNDUNDUNDUNDUNDUNDUNDUNDUND-|||-(1+1dfrac (1)(7)在UND)的UNDUNDUND用下UND的,UNDUNDUNDUND-|||-,UNDUNDn(n+1)UNDUND有UNDUND小,UNDUND-|||-高,耐磨损等性能,叶片表面要光滑以减小风阻-|||-防被风"撕裂".-|||-当风速与叶片的旋转面垂直时,叶片旋转过程中所-|||-,一UNDUNDUND-|||-+1个的UNDUNDUNDUNDUND:如UNDUNDUND整数,UNDUNDUND-|||-统通过调整风机迎风方向减小旋转面积.如果风速-|||-,UNDUNDUNDUND,UNDUNDUNDUND,UND上UNDUND,有UNDUND书UND-|||-电机组的部分数据如表-|||-风力发电机组-|||- UND人UNDUND -|||-/kW () cdot (m)^-2 () cdot (8)^-1 系数-|||-1000 () 3.5 10 不小于0.72-|||-风能密度指单位时间内通过单位面积的风能.如表-|||-给出了当地空气密度为 .2kg/(m)^3 时的风能密度与风速-|||-.-|||-风速/m -|||--1-|||-风能密度/J-|||-(m^20.64.816.238.475129.6-|||-s)^(-1)-|||-(1)在能源的分类中,风能属于 __ (选填"可再-|||-生"或"不可再生")能源;发电机工作原理是 __-|||-(2)下列说法中正确的是 __-|||-A.叶片的表面应该粗糙些,增大风压-|||-.UNDUND时一UNDUNDUNDUNDUND与n+1个的UNDUNDUNDUNDUND-|||-C.叶片应选择密度小、硬度小的材料制作-|||-.最大UND能UND用UND数可以大于0.72-|||-(3)根UNDUND中数量,UNDUNDUNDUNDUNDUND含UNDUND的UNDUND.-|||-,UND时间-|||-风能密度为 __ /((m)^2,8)-|||-(4)已知风力发电机的旋转面积约为500m^2,当风-|||-速为 5m/s 时,1min流过叶片旋转面的空气质量为_-|||-__ ,这时UNDUNDUNDUND的UNDUND为UNDUNDUNDUND的+-|||-,-|||-% ,这时UNDUNDUND的数UND为 __-|||-的效-|||-120-|||-90-|||-60-|||-30-|||-o 1 2 3 4 5 6 7c(m·s^2)

题目解答

答案

解析

本题主要考查能源分类、发电机原理、风能相关计算及图像绘制等知识，具体分析如下：

（（1）能源分类与发电机原理

  • 可再生能源：风能可从自然界源源不断获取，属于可再生能源。
  • 发电机原理：发电机通过电磁感应现象将机械能转化为电能，故填“电磁感应”。

（2）选项判断

  • A错误：叶片表面需光滑以减小风阻，并非粗糙。
  • B错误：风速较大时，控制系统会调整迎风方向减小旋转面积，并非“一定保持垂直”。
  • C错误：叶片需密度小、强度高（硬度大的材料，非“硬度小”。
  • D正确：表格中“最大风能利用系数不小于0.72”，即可以大于0.72”。

（3）风能密度与风速图像及切入风速对应值

  • 图像绘制：根据表格数据（风速1~6m/s对应风能密度0.64、4.8、16.2、38.4、75、129.6），用平滑曲线连接各点即可。
  • 切入风速对应风能密度：切入风速为3.5m/s，结合图像估算，对应风能密度约25J/(m²·s)（24~29均合理）。

（4）空气质量与风机效率计算

  • 空气质量：
    1min内空气体积：$V =vSt=5m/s×60s×5000m²=1.5×10⁶m³$
    150秒，
    质量：$m=ρV=1.2kg/m³×1.5×10⁶m³=1.8×10⁶kg$。

  • 风机效率：
    发电机功率：$P=\frac{1}{10}×1000kW=100kW=10⁵W$，
    1min输出电能：$W_电=Pt=10⁵W×60s=6×10⁶J$，
    输入发电机的能量（不计传动损失）：$W_入=\frac{W_电}{η_发}=\frac{6×10⁶J}{0.8}=7.5×10⁶J$
    1min内通过的风能：$W_风=E×S×t=75J/(m²·s)×5000m²×60s=2.25×10⁷J$
    风机效率：$η=\frac{W_入}{W_风}×100\%=\frac{7.5×10⁶}{2.25×10⁷}×100\%≈33.3\%$