兩葉風(fēng)車電機(jī)的功率

【專家解說】：風(fēng)能在許多世紀(jì)前就被人們所利用，它是一種非常環(huán)保的能量，風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)所發(fā)的電足夠單獨(dú)居住的家庭所需要的電力。所以，做好風(fēng)車的設(shè)計(jì)，提高電機(jī)的功率具有許多實(shí)際的意義。 風(fēng)吹動(dòng)風(fēng)車的葉片，使得葉片旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生能量，這時(shí)不爭(zhēng)的事實(shí)。要提高風(fēng)車的功率，就必須了解環(huán)繞葉片的氣流的流動(dòng)狀況。這是一個(gè)復(fù)雜的問題。能否建立一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型來描述這個(gè)情況，顯然是有意義的。 研究一個(gè)兩片平面矩形的葉片的風(fēng)車電機(jī)，肯定是了解更復(fù)雜的風(fēng)車的第一步。 我們的基本任務(wù)是: (1) 求出固定的葉片上所受到的垂直方向的力的大小。 (2) 求出固定的葉片上所產(chǎn)生的關(guān)于水平軸的力矩。 (3) 進(jìn)一步計(jì)算運(yùn)動(dòng)著的葉片上所受的力。 (4) 再來討論運(yùn)動(dòng)著的葉片所產(chǎn)生的關(guān)于水平軸的力矩。 (5) 于是就可以來計(jì)算風(fēng)車電機(jī)所產(chǎn)生的功率。 在上述討論的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步探討兩葉的風(fēng)車其它問題。 例如，給出電功率的值80瓦(輸入的機(jī)械能取此值的1.25倍)，以及發(fā)電機(jī)每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)為350。已知葉片的寬0.15米，長0.5米，風(fēng)速20米/秒，要求風(fēng)車電機(jī)葉片的傾角。 又如，可以討論平面葉片風(fēng)車電機(jī)的功率與傾角、角速度、風(fēng)速等的關(guān)系，研究那些因素對(duì)功率的影響較大?