探究影响风力发电机发电功率的因素
徐州一中综合实践活动(研究性学习)记录表
课题题目:探究影响风力发电机发电功率的因素
|
编号: |
||
活动时间: 10 月至 10 月 15日 |
第 1次 |
活动地点: 自习室 |
|
指导教师: 潘天文 |
班级: 高一13班 |
||
参加活动成员: 黄玥,董蕴之,徐舟,张悦 组内: 黄玥,董蕴之,徐舟,张悦 组外:无
|
|||
活动内容: 1)目的(解决什么问题):从叶片数量,叶片安装角两个角度,探究影响风力发电机发电的因素。充分利用风能资源,减少常规能源的消耗。
2)形式(小组讨论、试验、查阅资料、调查、实地测量):小组讨论、动手实验
3)研究过程 1.实验用具:风力发电机的搭建 1.1.准备叶片:取下板上的叶片和小棒,取一段双面胶粘到叶片上(以两个孔之间为准),固定小棍在双面胶上,不要太长也不用太短,再取与双面胶相同长度的纸胶带,将小木棍固定牢固。 1.2.底座和塔身制作:用双面胶将两个底座固定在一起;然后将塔身与底座连接,再用小扎带将塔身固定在一起;最后将砝码放置于底部用于固定塔身。 1.3.发电机装置固定:用双面胶将两个上座固定在一起;然后将发电机固定在上座(装在风力发电机顶部上);最后将其一同固定在塔架上。 2.课题一:探究叶片安装角对风力发电机发电功率的影响 2.1. 搭建装置准备测试:安装好风力发电机塔架、电机后,准备风扇,保证风力发电机与风扇之间的距离为30厘米,风扇中心与轮毂中心保持同一高度(约23.3厘米),风速保持一致。 2.2. 0°安装角:将三片叶片固定在轮毂上(安装在正方形孔中),安装角为0°,各个叶片间隔120°。打开风扇,测量并记录在此装置下万用表所显示的电压及电流值,重复三次,关闭风扇,得到平均电压值为0mV,平均电流值为0mA,根据公式W=UI,计算得出平均功率为0W。 2.3. 45°安装角:取下叶片重新安装(安装在菱形孔里),使其安装角为45°,各叶片间隔120°;打开风扇测试,读取电流和电压值,重复三次,关闭风扇。根据公式W=UI,计算得到平均发电功率为15.4W。 2.4. 90°安装角:取下叶片重新安装(安装在正方形孔中),使其安装角为90°,各叶片间隔为120°,打开风扇测试,读取电流和电压值,重复三次,关闭风扇。根据公式W=UI,计算得出平均发电功率为0W。 3.课题二:探究叶片数量对风力发电机发电功率的影响 3.1. 搭建装置测试:准备风扇,保证风力发电机与风扇之间的距离为30厘米,风扇中心与轮毂中心保持同一高度(约23.3厘米),风速保持一致。 3.2. 2个叶片:取两个相同叶片以45°安装角固定在轮毂上(叶片插在轮毂的菱形孔中),间隔180°,将轮毂安装在风力发电机上。打开风扇,测量并记录在此装置下万用表所显示的电压和电流值,重复三次,关闭风扇。根据公式W=UI,计算得到平均发电功率为12.8W。 3.3. 3个叶片:将同一形状的3个叶片按45°安装角安装方式固定在轮毂上,各间隔120°,将轮毂安装在风力发电机电机上后,打开风扇,记录万用表所显示的电压和电流值,重复三次,关闭风扇。根据公式W=UI,计算得到平均发电功率为26.1W。 3.4. 4个叶片:将同一形状的4个叶片按45°安装角安装方式固定在轮毂上,各间隔90°,将轮毂安装在风力发电机电机上,打开风扇,测量并记录万用表所显示的电流和电压值,重复三次,关闭风扇。根据公式W=UI,计算得到平均发电功率为32.6W。 已完成预期目标
问题和不足: 1. :本实验应用木制叶片进行叶片安装角度及叶片数量进行实验探究,而现代风力发电机的叶片大多采用专用风机翼型,而且不只一种,若想获得更为严谨的实验数据,则需要更进一步的实验及模拟。 2. 由于时间及技术的限制,只能从理论分析及实验中得出结论,要想获得更为全面的结论,可以对叶片进行二维的数值模拟和分析,以及更多角度地安装叶片,进行全面分析。
记录者: 黄玥 |
注:1、由课题组长指派专人负责填写,备追踪课题研究过程时使用。
2、本表一式三份,交由年级处、指导教师、课题组长存档。