第四章涡轮机相似原理
相似理论广泛应用于各科学领域。它对涡轮机的发展和实践起了重要作用。众所周知，涡轮机是靠理论与试验的紧密结合而发展的。流体在涡轮机中的运动是相当复杂的，作理论分析时往往引入某些必要的假设和简化，使理论结果与实际流动之间出现偏差。因此，用理论分析方法得到的结果必须经试验验证和修正。特别是在需要进行大量的对比试验时遇到了制造大量实物的困难。假若通过与实物相似，但尺寸大大缩小的模型进行试验就要容易得多。然而根据什么原则把实物缩小成模型以及怎样把模型测试结果还原到实物上去呢？这就要找到模型现象与实物现象之间的内在联系，这种联系正是涡轮机相似理论要解答的中心问题。
涡轮机构似原理可以应用于许多方面：诸如，设计新型涡轮机、扩大优性能涡轮机的品种以及我们所关心的风机选择和运转等方面。
§1 相似条件
涡轮机相似的最主要标志是它们的特性相似。而涡轮机特性主要取决于流体在涡轮中的流动状况。因此．涡轮机相似立足于水力相似，涡轮机相似原理是流体力学中水力相似原理的应用结果。
自流体力学可知，水力相似包括边界相似、运动相似和动力相似三方面的函义。对于涡轮机来讲也是如此。
1．边界相似
指流动几何相似和边界性质相同。彼此相似的涡轮机的叶轮和主要通流部件中的流体流动几何相似，彼此相应的几何尺寸成相同比例，对应的同名角相等。表征边界性质的叶轮和主要通流部件的固体壁面水力性质相同，几何形状相似。
2．运动相似
指流动的各相应点的速度方向相同，大小成比例。彼此相似涡轮机上各对应点处的速度三角形相似。
3．动力相似
指流动的各相应点处质点所受诸同名力成比例。对于彼此相似的涡轮机主要是要求其雷诺准则，即雷诺数R e=uD/γ（式中u ——叶轮外缘速度，D ——叶轮外缘直径，γ——运动粘性系数）相等或不大于5倍。实际上要做到R e相等，有时有实际困难，考虑到管流R e＞105时粘滞力不再与R e有关，而且自动保持动力相似，所以不严格要求Re相等。但也应尽量做到阻力系数接近，相差不宜过大。
以离心涡轮机为例。图4-1为实物与模型叶轮及其中流体运动图样。根据上述边界相似、运动相似和动力相似，可以分别写出下列关系：
在边界相似条件下
'11'22D D D D =，'22'22
b b D D =，'σσ=，'00k k =，…… '11ββ=，'22ββ=，…… （1-58）
在运动相似条件下
'22'22u u c c u u =，'22'22
r r c c u u =，…… '22
αα=，'k k =，…… （1-59） 在动力相似条件下，彼此效率接近，可以认为
'ηη= （1-60）
必须指出，边界相似是运动相似的先决条件。没有边界相似就没有运动相似，但在边界相似条件下不一定运动相似，只有涡轮机工作于相应工况时才能运动相似。这是因为涡轮机速度三角形不仅取决于边界条件，而且取决于工况，不同工况时的速度三角形不同。彼此相似的涡轮机工作时，速度三角形相似情况下的工况称为相应工况。在其中一台特性上任选一工况，必然在另一台特性上找到与之相应的工况。额定工况是相似工况中的一对，在研究涡轮机时，通常以该对工况作为分析的对象。
§2 比 例 定 律
彼此相似的涡轮机的相应工况参数之间存在着一定的关系。仍以离心涡轮机为例寻求这种关系。设两涡轮机相应工况的压头值和流量分别为
22h u H k u c ηρ=，''''''22h u H k u c ηρ=
和
00222r Q k D b c ησπ=，'''''''00222r Q k D b c ησπ=
为了找出相似条件下，这些参数之间的关系可做如下变换
2222u
h c H k u u ηρ=，'
2'''''2
2'2
u h c H k u u ηρ=
和
222002222r b c Q k D u D u ησπ=，''22
'''''2'
0022
''22
r b c Q k D u D u ησπ= 对比压头值
22
22''''''222
'2
u
h u h c H k u u c H k u u ηρηρ= 对比流量值
222
0022
22'''''''2'220022
''22
r
r b c Q k D u D u b c Q k D u D u ησησ= 根据相似的函义，由比值中消去相等的项，得到
2
2'''22
H u H u ρρ= （1-61） 和
222
''2'22
Q D u Q D u =
（1-62） 以2260D
n u π=关系代入上式的2u ，以'
'
2'260D n u π=代换'
2u ，得
22
2''''2H D n H D n ρρ??????
= ? ? ??????? （
1-63）
3
2'''2Q D n Q D n ????= ? ????? （1-64） 因功率之比'''N HQ N H Q
=，则 53
2''''2N D n N D n ρρ??????= ? ? ??????? （1-65） 'ηη= （1-66）
同理，对于轴流式涡轮机，有
22
''''H D n H D n ρρ??????= ? ? ??????? （1-67） 3
'''Q D n Q D n ????= ? ?????
（1-68） 53''''N D n N D n ρρ??????= ? ? ??????? （1-69） 'ηη= （1-70）
式(1-63)~(1-66)和(1-67)~(1-70)式分别表示了离心式和轴流式涡轮机相似工况参数之间的关系。它说明相似涡轮机相似工况的压头随流体密度比的一次方、直径比的平方和转速比的平方之积而变，流量随直径比的三次方和转速比的一次方之积而变，功率则随流体密度之比的—次方、直径比的五次方和转速比的三次方之积而变，效率则保持不变。 利用此关系可以将设计好的实物缩小成模型，依模型试验结果推算出实物的特性。现就后者举例下。
[例题l-3] 一台轴流式风机模型，直径D ′ = 0.7m ，转速n ′＝1500r/min 。根据试验所得性能参数列于表l-3，其特性曲线示于图4-2。现拟按相似原理将模型放大成D ′ =
1.8m ，n ＝985r/min 的实物风机，工作介质不变，试推算其特性。
解：
1) 计算换算系数 依式(1-67)~(1-70)得
2222''''' 1.89851 2.8510.71500D n H H H D n ρρ??????????==?= ? ? ? ? ?????
?????? 33''''' 1.898511.1650.71500D n Q Q Q Q D n ????????=== ? ? ? ????????? 5353
'''''' 1.8985131.8350.71500D n N N N N D n ρρ??????????==?= ? ? ? ? ???????????
又因雷诺数之比
22
'''22985 1.8 4.34515000.7
e e R nD R n D ?===
'ηη=
2) 计算实物特性参数并绘制特性曲线，根据已得到的换算式，将表1-3数据分别代入上述各式，得到相应的参数，列于表1-4。依表中数据绘制实物特性曲线，如图4-2所示。
对比模型和推算的实物特性曲线可知，它们的几何形状类似，只是绝对数值有差别，这正是相似的特征。
上述得到的相似涡轮机参数之间的关系也可用于某一风机。对某一具体风机而言，
其本身对本身的几何形状不仅相似而且相同。因此可令式（1-63）~（1-70）中的
'1
D
D
=，
'1
ρρ=（介质不变），得到转速变化时相应工况参数之间的关系：
2
''H n H n ??= ???
（1-71） ''Q n Q n = （1-72） 3
''N n N n ??= ???
（1-73） 当''5e e R n R n =< 'ηη= （1-70） 式(1-71)~(1-74)说明，某涡轮机转速变化时，相应工况的压头、流量和功率分别按转速比的平方、一次方和三次方而变。这种关系称为比例定律。
涡轮机转速变化时，其压头特性曲线上的每一点都沿着通过该点的特定轨迹曲线移动。如图4-3所示，点1为转速n 1时的特性曲线上的一点，当转速顺序变化至n 2、n 3和n 4时，点l 相应变比至2、3和4。由点1到4移动的轨迹曲线可自式(1-71)和(1-72)中消去转速比后，得到
'
2'2H H Q Q ??= ???
（1-75） 式中H ′和Q ′为点1的参数。该式来自相应参数关系式，因此它表达了相应工况移动的轨迹曲线，称为比例曲线。显然，比例曲线是一条通过确定工况和H-Q 坐标图原点的二次抛线。
同理，由式(1-72)和(1-73)可得功率特性的比例曲线表达式
'3'3N N Q Q ??= ???
（1-76）
这是一条通过（N′，Q′）和N-Q坐标图原点的三次抛物线。
顺便指出，在转速变化的一定范围内，比例曲线与等效率曲线（图4-3的虚线）重合。这说明推导相应工况参数关系式时，关于效率不变的假设与实际相符。
利用比例定律可以方便地由某一转速特性推算出另一转速时的特性。例举如下。
[例题1-4]某泵额定转速时的特性如图4-4所示。该泵用异步电动机拖动，由于供电电压下降使泵转速下降5％，试估算转速下降后的特性。
解：
1) 在泵扬程特性曲线H上取苦干点，例如取九个点和九组参数值（H、Q、N和η）列于表l-5。
2) 计算换算系数 由于转速下降5％，故转速比'
0.95n n
=。将此比值代入式(1-71)~(1-74)，得换算式
'0.9025H H =
'0.95Q Q =
'0.857N N =
'ηη=
3) 计算相应参数值并绘制特性曲线 将表1-5中原特性参数代入上述各换算式，求出相应的九组参数值，列入同一表中。依后者绘制出转速下降5％的特性曲线，如图4-4中之曲线H ′、N ′和η′分别表示扬程、功率和效率特性曲线。
§3 类 型 特 性
彼此相似的涡轮机归于一系列或一类，称为同系列或同类型涡轮机。同类涡轮机中各涡轮机的特性有共同之处，也有不同之处。共同之处表现为几何形状相似（参看图4-）， 不同之处表现为参数的绝对值不同。特性形状相似来自于涡轮机的相似，特性参数绝对值的不同来自涡轮机绝对尺寸和转速不同。假若我们从特性参数中剔除那些与涡轮机绝对尺寸和转速有关的因素，则可得到表达它们共同特征的特性，称为类型特性。
变换同类型涡轮机相应工况参数间的关系式(1-61)和(1-62)并把它推广到同类的诸涡轮机，得到
'
2''222
H H H u u ρρ==??????= （1-77） '
2'2'2222
Q Q Q D u D u ==??????= （1-78） 很明显
'
23''2'32222
N N N D u D u ρρ==??????= （1-79） 这组表达式说明，同类涡轮机的H 、Q 和N 彼此相等。称为压头系数、Q 为流量系数和N 为功率系数。
为了说明这些系数的性质，由式(1-37)和(1-41)得： 2222
u h H c H k u u ηρ==
220022222
r Q b c Q k D u D u πησ== 式中右边各项均系与涡轮机绝对尺寸和转速无关的系数或比值，故H 、Q 和N 为表达同类涡轮机特性共同特征的系数。又因为它们是无量纲的系数，故亦称无维系数。
类型特性广泛用于通风机行业。各国采用的类型系数表达式不同，我国采用的表达式如下：
全压系数 2
H H u ρ= （1-80） 静压系数 2st st H H u ρ=
（1-81） 流量系数 2
4Q
Q D u
π= （1-82）
功率系数 23
10004N N D u π
ρ= （1-83） 式中 D —— 叶轮外缘直径；
u —— 叶轮外缘圆周速度。
利用这些系数可以绘制()H f Q =、()N f Q =和()f Q η=等关系曲线，称为类型特性曲线。很明显，类型特性曲线可以由该类中任一台涡轮机的个别特性换算而得；反之，由类型特性也可以换算得到任一台具体涡轮机的特性。
[例题1-5] 求出[例题1-3]给定的风机的类型特性。
解：因模型和实物风机是相似的，属同一类型。因此根据其中任一台的特性参数均可求出类型特性的数据。现以模型机参数为依据求解如下：
1) 求类型特性系数换算式 将式(1-80)、(1-82)和(1-83)变换为直径D 和转速n 的函数并以D ＝0.7m ， n ＝1500r/min 和p ＝1.196kg/m 3代入，得：
全压系数 4222222236003600 2.766101.1960.71500H H H H H u D n ρρππ-=
===???? 流量系数 32323224024047.264100.71500
4Q
Q Q Q Q D n D u π
ππ-====??? 功率系数 33
345345323
100040006040006013.074101.1960.715004N
N N N N D n D u πρππρ-??====???? 2) 计算类型系数并绘制类型特性曲线 将表1-3的模型特性参数分别代入换算式，求出相应的类型系数值，列于表1-6。依所得数据绘制类型特性曲线如图4-5所示。
表1-6
利用类型特性可以比较不同类型涡轮机的性能，推断某类型涡轮机扩大的产品性能。另外，借助类型特性可以从某类产品中方便地选出适合某条件的涡轮机（风机）。对此，将在后续内容中阐述。
§4 比 转 数
比转数是涡轮机相似的一项派生准则。设两台彼此相似涡轮机的尺寸、转速和额定工况参数分别为D 、n 、H 、Q 和D s 、n s 、H s 、Q s ，又因其额定工况是相应工况，故应满足相应工况关系式(1-67)和(1-68)。将有关数值代入，得：
22s s s H n D H n D ????= ? ????? 和 3s s s Q n D Q n D ????= ? ?????
由两式中消去比值D/D s ，得：
1212
3434s s s Q Q n n H H
= 此式说明相似涡轮机的该组合值相等。若令Q s =1和H s =1，则有：
12
34s Q n n H
= （1-84） 此时，ns 表示在相似条件下，额定工况或效率最高时产生1单位流量和1单位压头的标准涡轮机的转速，称为比转数。很明显，同类涡轮机的标准涡轮机转速——比转数相等，不同类型涡轮机的比转数不等。
各国采用的比转数计算式和单位流量、单位压头的单位不一样。我国通风机行业和水泵行业所用的表达式和单位分别为：
对于风机
12
3420
s Q n n H = （1-85） 式中 n —— 风机额定转速（r/min ）；
Q —— 额定流量（m 3/s ）；
H 20 —— 20℃时空气密度下的额定风压值（daPa ）。
对于水泵
12
343.65s Q n n H
= （1-84） 式中 n —— 水泵额定转速（r/min ）；
Q —— 额定流量（m 3/s ）；
H —— 额定扬程（m ）。
鉴于不同类型涡轮机比转数不同，用类型涡轮机比转数相同的特点，可以按比转数分类涡轮机。图4-6为不同比转数涡轮机的叶轮，离心式涡轮机比转数低，轴流式涡轮机比转数高，混流式居中。
☆ 式（1-82）中的3.65来源于水轮机。当时，它的表达式是54s n H
=75QH N γ=，HP （马力）将此关系式和31000kg m γ=代入后即得到式（1-86）。
最后应指出，计算比转数时应以单个叶轮的参数为依据。对于多级泵，其扬程应除以级数，对双入口涡轮机，其流量应除以2。
欧姆定律—比例计算问题 重难点易错点解析 题一:电阻R 1 = 20 Ω，R 2 = 50 Ω，它们串联接在电源上，通过R 1 、R 2 的电流之比为 ；R 1 、R 2 两端的电压之比为 。R 1 两端的电压与总电压之比为 。 题二:如图电路中，电阻R 1 的阻值为40 Ω，电阻R 2 的阻值为20 Ω，通过R 2 的电流I 2为0.4 A ，通过R 1的电流I 1为 A ，电流表示数为I ，则I 1∶I ＝ 。 金题精讲 题一:如图所示的电路中，电源电压保持不变，开关S 1 、S 2 都闭合时电压表的示数为6 V ；只闭合S 1 时，电压表的示数为2 V ，则两电阻的阻值之比R 1︰R 2 题二:如图所示的电路中，电源电压保持不变。开关S 由闭合到断开时，电流表的示数之比为4∶3，如果R 1 =12 Ω，则R 2 的电阻是( ) A ．36 B ．16 C ．9 D ．4 R 1R 2 S A S 1 S 2 V A R 1 R 2 V A R 2 S R 1
题三:在图所示电路中，电源电压一定。电阻R 1 ＝20 Ω，当开关S 闭合，滑动变阻器的滑片P 在中点C 时，电压表V 1示数为U 1；当开关S 断开，再将滑片P 调至B 端，电压表V 1示数为U 1'，电压表V 2示数为U 2 ，电流表示数为0.3 A ，若U 1∶U 1 '＝4∶9，U 1∶U 2＝2∶ 3。求:滑动变阻器 R 2的最大阻值和电源电压。 题四:在如图所示的电路中，电源两端的电压不变。当只闭合开关S 1时，电流表A 1的示数为I ，电流表A 2的示数为I 2 ，当开关S 1、S 2都闭合时，电流表A 1的示数为I ˊ ，电流表A 2的示数为I 2ˊ，I 2 :I = 2:3，I 2 ˊ:I ˊ = 4:7，求R 1:R 2:R 3 思维拓展 题一:用均匀的电阻丝围成的正方形导线框ABCD ，如图所示。若分别将A 、B 两端和A 、C 两端接在同一个电源两端，则两次通过BC 的电流之比为_______________。 3 A 2 R 1 R 2 R 3 S 1 S 2 B C D A 1 A
特别关注 SPECIAL ATTENTION 垂直轴风力发电机大型化的 可行性研究 文 严 强 上海麟风风能科技有限公司 目前国内外有许多厂商正在致力于大型垂直轴风力发电机的研发，但通过对一些现有大型化垂直轴风力发电机厂商的开发过程看，基本上都是用小型垂直轴风力发电机的设计思路，把小型垂直轴风力发电机通过一定比例放大后成为大型垂直轴风力发电机。笔者认为以这样的方法开发大型垂直轴风力发电机，说明这些探索者还没有真真理解垂直轴风力发电机的特性。 众所周知垂直轴风力发电机具有低噪音、安全性、无需太高塔架的优点，但多年来经过无数人的努力都没有生产出可商业化应用的大型垂直轴风力发电机，究其原因主要是无法同时解决气动效率、自启动、超速控制、结构稳定性、安全制动等一系列问题，而这些问题在水平轴风力发电机上都已经解决。而效率、超速控制、稳定性、安全制动4个方面的问题也是任何风力发电机需要解决的问题。本文将就这些问题展开讨论，上海麟风是如何解决这些难题。 垂直轴风轮在转动时，叶片在风轮不同位置扭矩大小、方向都不同，在有些位置扭矩大，在有些位置扭矩小，在有些位置扭矩为正，在有些位置扭矩为负。随着风轮直径的增大和转速的下降，这些变化尤其明显，而风轮最终的输出功率是这些扭矩的合力矩，这样垂直风轮的气动效率较低。 按照达里厄上世纪30年代所做实验和结论，垂直风轮较为理想的尖速比为5～6，按此要求做出来的垂直风轮实度比很低，无法自启动，且带载能力也很弱。 当垂直风轮做大以后还面临垂直轴承担的弯矩越来越大的问题，弯矩越大，对轴的强度要求就越高，不仅重量重了，成本也越高，越难以商业化。 当垂直风轮转动时，风轮的主震频率为转速除以叶片数量，当作用于叶片上的风能不能被有效转化成动能（转速）后震动尤其明显。 为了提高自启动性能适当提高叶片宽度将取得明显效果，合理的叶片宽度是风轮半径的1/2～1/4之间。 为了克服叶片角度固定的垂直风轮当叶片在风轮不同位置时扭矩方向相反、不能发挥最大扭矩的缺陷，使用“实时可变攻角”技术可克服这一缺陷。实时可变攻角技术就是当风轮在旋转时，根据风向、叶片位置、风速等要素实时调节叶片角度，以达到改变扭矩方向并使叶片在不同位置都能获得最大扭矩的作用，极大提高了垂直轴风轮的效率。在该系统中，叶片不是固定在悬臂支架上的，而是可以绕叶片回转中心转动的，当风轮转动到不同位置时，系统可以自动调节叶片的“攻角”，使叶片在不同位置时的“攻角”，在圆周上任何一个位置时，始终能够保持在所设定的优化角度范围内。通过风洞实验，在一个1.36米直径、1米叶片长度的风轮，在2米/秒风洞风速下测得的功率达到4～4.5瓦，即风能/机械能的转换效率达到了（60～68）%，超过了59.3%的传统 12风能产业 Wind Energy Industry 2014年2月
第三章水轮机的相似理论及综合特性曲线 §3.1 相似理论概述 一、几个基本概念 1、水轮机特性 水轮机在不同工况下运行时，各运行参数(H，Q，n，N，η，б)及这些参数之间的关系，称水轮机的特性。水轮机设计、制造、选型、最佳运行方案、限制条件。由于水轮机水流条件复杂，研究水轮机特性靠理论与实验相结合。 2、模型试验 试验研究：原型：尺寸大，试验困难，不经济。 模型：(D: 250～460mm，H：2～6m)快、方便，易测量数据，较准确。 3、相似理论 研究相似水轮机之间存在的相似规律，并确立这些参数之间的换算关系的理论。 二、水轮机相似条件 保证模型水轮机与原型水轮机相似，只有符合一定的相似条件(水流运动相似)。 1、几何相似：过流通道几何形状相似 (1)、过流通道的对应角相等：βe1＝βe1M ；βe2＝βe2M ；Φ＝ΦM…… (2)、对应尺寸成比例：D1/D1M＝b0/b0M＝a0/a0M＝……. (3)、对应部位的相对糙率相等：△/ D1＝△M/D1M 几何相似: 大大小小的一套水轮机系列——轮系，同一轮系的水轮机才能建立运动相似和动力相似。 2、运动相似：同一轮系水轮机、工况相似 (1)、过流通道的对应点的速度方向相同 (2)、过流通道的对应点的速度大小对成比例 即速度三角形相似。
3、 动力相似： (压力、惯性力、重力、摩擦力等) 同一轮系水轮机，水流对应点所受的作用力是同名力、方向相同、大小成比例。 3.2 水轮机的相似定律、单位参数及比转速 一、水轮机的相似定律 相似定律：建立模型击原型水轮机各个参数(H 、n 、N 、η)之间的关系。 1． 流量相似律：几何相似、相似工况下流量之间的关系。(a=a M ) = SM M M rM M H D Q ηη21C H D Q S r =ηη21 11,,,D H D H M M 均为固定值，Q M 可以测得，若ηrM 、ηsM 、ηr 、ηs 已知，可求 出Q 。 2. 转速相似律：即原型和模型水轮机转速之间的关系。 C H nD H D n S SM M M M == ηη11 3. 出力相似律：即原型和模型水轮机出力之间的关系。 C H D N H D N j S jM SM M M M == ηηηη2/3212/321)()( 二、单位参数(在不同轮系之间进行比较) 将模型试验结果化成为D 1M =1m ，H M =1m 标准情况下的参数——单位参数， 分别用)(11 1N n Q '''，，表示。 假定：sM s ηη=，rM r ηη=，jM j ηη=，M ηη=(实际上，原型效率〉模型效率，需修正) 1 单位流量1Q '： H D Q Q 211= ' H D Q Q 21 1'=(m 3/s) 2 单位转速1n '： H nD n 1 1 =' 1 D H n n '=(r/min)
欧姆定律之串、并联比例运算 1.串联电路中，电流 ，电压的分配与电阻成 ，公式为 。 2.并联电路中，干路电压与各支路两端的电压 ，电流的分配与电阻成 ，公式为 。 3.已知电阻R 1:R 2=1:4,将它们并联在电路中通过R 1和R 2的电流之比以及它们两端的电压之比分别是 、 。 4．有三个电阻,R 1=5Ω,R 2=10Ω,R 3=15Ω,将它们串联后接入电路中,通过它们的电流之比I 1:I 2:I 3为 、它们两端的电压比U 1:U 2:U 3为 。 5．有三个电阻,R 1=5Ω,R 2=10Ω,R 3=15Ω,将它们并联后接入电路中,它们两端的电压比U 1:U 2:U 3为 ，通过它们的电流之比I 1:I 2:I 3为 。 6.电阻R 1与R 2串联后,接在电路中,已知它们分得的电压之比为1:3,那么将它们并联后,接入电路中,通过它们的电流之为 。 7．串联在电路中的两盏灯甲和乙，若甲灯比乙灯亮，则通过甲灯的电流I 甲与通过乙灯 的电流I 乙的大小相比较是I 甲 ________ I 乙。（填：“大于”、“小于”或“等于”） 8. 甲乙两个电阻R 1、R 2，大小之比为2: 3，当把它们并联在电路中通电时，流过它们的电流之比为_____________。 9.如图，V 1 、V 2的示数之比为3:5，则R 1:R 2= 。 10.如图，R 1为24Ω，R 2为8Ω，则A 1、A 2的示数之比为 。 11．如图1所示，R 1=5Ω，R 2=15Ω，当开关闭合时，电流表A 1、A 2的读数之比是 。 12．如图2所示，R 1=2Ω，R 3=10Ω，电压表V 1的示数是5V ，V 2的示数是9V ，电源电压不 变，则电阻R 2= Ω。 13．如图所示，电源电压不变，开关S 由断开到闭和时，电压表的示数之比为3∶8，则 电阻R 1∶R 2= 。 14．如图所示，R 1：R 2＝3：5，当开关S 闭合后，电流表A 1与A 2的示数之比为 。 R 1 S 2 1 R 2 图1 V 图2 R 1 1 R 2 2 S R 3 A 1A 2R 1 R 2
垂直轴风力发电机和水平轴风力发电机 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴藏量巨大，全球风能资源总量约为2.74×109兆瓦，其中可利用的风能为2×107兆瓦。中国风能储量很大、分布面广，开发利用潜力巨大。 中国风力装机容量达到1000万千瓦的速度令人惊叹。如果中国能够利用其土地上大约30亿千瓦的风能的话，将能够满足几乎所有中国当前的电力需求，短时期内这是不可能的，不过中国有可能将2020年风电总装机目标由3000万千瓦调高至1亿千瓦。在国际效率标准下运行的话，这能够满足5%的中国电力需求，并且使中国成为世界最大的风能发电国，只要中国采取更进取而有理智的方针，就能最大限度地利用其国家的风能。 当然风能的利用离不开风力发电机，风力发电机的品质和价格成为了人们关注的焦点。 当前风力发电机有两种形式：1 水平轴风力发电机（大、中、小型）；2 垂直轴风力发电机（大、中、小型）。 水平轴风力发电机技术发展的比较快，在世界各地人们已经很早就认识了，大型的水平轴风力发电机已经可以做到3-5兆瓦，一般由国有大型企业研发生产，应用技术也趋于成熟。小型的水平轴风力发电机一般是一些小型民营企业生产，对研发生产的技术要求比较低，其技术水平也是参差不齐。 小型水平轴风力发电机的额定转速一般在500-800r/min，转速高，产生的噪音大，启动风速一般在3-5m/s，由于转速高，噪音大，故障频繁，容易发生危险，不适宜在有人居住或经过的地方安装。 垂直轴风力发电机技术发展的较慢一些，因为垂直轴风力发电机对研发生产的技术要求比较高，尤其是对叶片和发电机的要求。近几年垂直轴风力发电机的技术发展很快，尤其小型的垂直轴风力发电机已经很成熟。 小型的垂直轴风力发电机的额定转速一般在60-200r/min，转速低，产生的噪音很小（可以忽略不计），启动风速一般在1.6-4m/s。 由于转速的降低，大大提高了风机的稳定性，没有噪音，启动风速低等优点，使其更适合在人们居住的地方安装，提高了风力发电机的使用范围。 参数对比： 序号性能水平轴风力发电机垂直轴风力发电机 1 发电效率50-60% 70%以上 2 电磁干扰（碳刷）有无 3 对风转向机构有无 1
比例问题 1、 电阻R 1 = 20 , R 2 = 50 ，它们串联接在电源上，通过 R 1、R 2的电流之比为 电压之比为 ________ o R 1两端的电压与总电压之比为 ___________ o 2、 如图电路中，电阻 R 1的阻值为40 ，电阻R 2的阻值为20 ，通过R 2的电流I 2为0.4 A ，通过R 1的电流 I 1为 ____ A ，电流表示数为I ，则I 1 : I = Ri 3、如图所示的电路中，电源电压保持不变，开关 S 1、S 2都闭合时电压表的示数为 6 V ;只闭合S 1时，电压 表的示数为2V ，则两电阻的阻值之比 R 1 R 1 = 20 ，当开关S 闭合，滑动变阻器的滑片 P 在中点C 时，电压 P 调至B 端，电压表V 1示数为U 1，电压表V 2示数为U 2 ,电流表 =2 : 3o 求：滑动变阻器 ;R 1、R 2两端的 4、如图所示的电路中, 则R 2的电阻是( A . 36 B . 16 电源电压保持不 变。 ) 开关S 由闭合到断开时，电流表的示数之比为 4 : 3,如果R 1 =12 5、在图所示电路中，电源电压一定。电阻 表V 1示数为U 1;当开关S 断开，再将滑片 示数为 0.3 A ，若 U 1 : U 1 = 4 : 9, U 1 : U 2 R 2的最大阻值和电源电压。 R i i A C B 3
6、在如图所示的电路中，电源两端的电压不变。当只闭合开关S1时，电流表A1的示数为I，电流表A2的示数 为I 2 ,当开关S1、S2都闭合时，电流表A1的示数为I / ,电流表A2的示数为12；I 2 : I = 2 : 3, I 2 1 I /= 4： 7、用均匀的电阻丝围成的正方形导线框ABCD，如图所示。若分别将A、B两端和A、C两端接在同一个电源两 端，则两次通过BC的电流之比为 8、如图所示，电路中的两只电压表的规格完全相同，均有两个量程（0?3V, 0?15V ）o闭合开关，两只电压 表的指针偏转角度相同，则电阻R1与R2的比值为 9、如图所示，电源电压保持不变，开关S断开时，电压表示数为2V ;开关S闭合时，电压表示数为6V，那么 10、在如图所示的电路中，两只电流表的规格相同，电流表有两个量程（0?0.6A以及0?3A）o闭合开关S, 电阻R i与R2均有电流流过，两只电流表的指针偏转角度相同, 则R i与R2的比 值为（） 11、在如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变。开关S由闭合到断开, R2 o
目录 第１章绪论 (2) ?1.1 风力发电现状介绍 (2) ?1.2 各种创新型风力发电 (3) 第2章?风能资源 (5) ?２．1?风能的计算 (5) 2.2?山东省各市统计平均风速、风向和风向频率 (5) 第3章垂直轴变攻角风轮装置 (6) 3．1?装置的介绍 (6) 第4章ｓolｉdwｏrks fｌoｗsimulaｔion在设计中的应用 (7) 4.1?ｓｏlidworｋs flow sｉmulａtion简介 (7) ?4.2?ｓoｌiｄwｏｒks ｆｌow ｓiｍuｌａtiｏn 在本项目中的应用 (7) 4.３ｓoｌidwｏrks flｏw ｓimｕlatｉon对模型的流体分析···························７ 第5章发电机和整流稳压电路 (1) ０ ?5．1 发电机的选用 (10) ?5.2?整流滤波升压电路·················································1１ 第6章项目总体情况.................................................１2 ?6．１项目完成情况.. (12) ?6.2 项目成果·························································1２ 6.3 项目的目的意义、达到的目标和学习收获 (13) 6.4?对大学生创新项目的建议···········································１3 参考文献·································································１3
水轮机 水轮机+ 发电机：水轮发电机组 功能：发电 水泵+ 电动机：水泵抽水机组 功能：输水 水泵+ 水轮机：抽水蓄能机组。 功能：抽水蓄能 水轮发电机组：水轮机是将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械，是水电站动力设备之一。 第一节水轮机的工作参数 水轮发电机组装置原理图 定义：反映水轮机工作状况特性值的一些参数，称水轮机的基本参数。 由水能出力公式：N=9.81ηQH可知，基本参数：工作水头H(m)、流量Q(m3/s)、出力N(kw)、效率η，工作力矩M、机组转速n。 一、水头(head)：作用于水轮机的单位水体所具有的能量，或单位重量的水体所具有的势能，更简单的说就是上下游的水位差，也叫落差。142米 1. 毛水头(nominal productive head) H M=E U-E D=Z U - Z D 2. 反击式水轮机的工作水头
毛水头 - 水头损失=净水头 H G =E A - E B =H M - h I -A 3. 冲击式水轮机的水头 H G =Z U - Z Z - h I-A 其中Z U 和Z Z 分别为上游和水轮机喷嘴处的水位。 4. 特征水头(characteristic head) 表示水轮机的运行范围和运行工况的几个典型水头。 最大工作水头： H max =Z 正-Z 下min -h I-A 最小工作水头： H min =Z 死-Z 下max -h I-A 设计水头(计算水头) H r ：水轮机发额定出力时的最小水头。 平均水头： H av =Z 上av -Z 下av 二、流量(m 3/s)(flow quantity)：单位时间内通过水轮机的水量Q 。单机12.2m 3/s Q 随H 、N 的变化：H 、N 一定时， Q 也一定； 当H =H r 、N =N 额时，Q 为最大。 在H r 、n r 、N r 运行时，所需流量Q 最大，称为设计流量Q r 三、出力 (output and)：水轮机主轴输出的机械效率。N(KW)： 指水轮机轴传给发电机轴的功率。 水轮机的输入功率 (水流传给水轮机的能量),即水流效率，与a.作用于水轮机的有效水头；b.单位时间通过水轮机的水量，即流量Q ；c.水体容重γ成正比。其公式为：QH QH N w 8.9==γ γ指水体容重（即单位容积水所具有的重力，比重）： 水的比重=1000kg/m 3、G=9.8N/Kg γ=9800N/m 3 )(8.9)/(9800)/(9800)()/()/(33kw QH s J QH s m N QH m H s m Q m N N w ==?=??=γ 水轮机的输出功率：ηηQH N N w 8.9== 四、效率(efficiency )：输入水轮机的水能与水轮机主轴输出的机械能之比，又叫水轮机的机械效率、能量转换效率。η
欧姆定律—比例计算问题 1：有两个电阻，R 1 ＝ 4Ω，R 2 ＝6Ω，如果把它们串联在电路中，通过它们的电流分别为I 1、I 2，它们两端的电压分别为U 1、U 2，则I 1：I 2、U 1：U 2分别为（ ） A ．1∶1 2∶3 B ．2∶3 1∶1 C ．1∶1 1∶1 D ． 2：3 2：3 2：有两个电阻，R 1＝4Ω，R 2=6Ω，如果把它们并联在电路中，通过它们的电流分别为I 1、I 2，它们两端的电压分别为U l 、U 2，则I 1：I 2= ，U 1：U 2= 。 3：如图所示电路，电源电压恒定不变。当S 1闭合、S 2断开时，电压表的示数为3 V ；当S 1断开、S 2闭合时，电压表的示数9V ，则R 1︰R 2为（ ） A ．1︰2 B ．2︰1 C ．1︰3 D ．3︰1 4：如图电路，电源电压保持不变，开关S 断开和闭合时，电流表读数之比为1：5，则 电阻 R 1：R 2为（ ） A ．1：5 B ．5 ：1 C ．4：1 D ．1：4
5：在如图所示电路中，电源电压一定，电阻R1=10Ω。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P 在中点C时，电压表V1示数为U1；当开关S断开，再将滑片P调至B端，电压表V1示数为U1′，电压表V2示数为U2，电流表示数为0.3A。若U1：U1′=4：9，U1：U2=2：3． 求：（1）滑动变阻器R2的最大阻值； （2）电源电压。 6：如图甲所示，闭合开关S后，两相同电压表的指针偏转都如图乙所示，则L1和L2两灯的电阻之比为（） A．1：4 B．4：1 C．1：5 D．5：1 端接在同一电源上，则两次通过a b的电流大小之比是（） A．1：1 B．2：1 C．1：2 D．2：3
2019-2020年九年级物理上册知识点9 欧姆定律-比例计算问题练习 二（含详解）（新版）新人教版 题一 题面：如图所示，电路中的两只电压表的规格完全相同，均有两个量程（0～3V，0～15V）。闭合开关，两只电压表的指针偏转角度相同，则电阻R1与R2的比值为。 题二 题面：如图所示，电源电压保持不变，开关S断开时，电压表示数为2V；开关S闭合时，电压表示数为6V，那么电阻R1：R2= 。 题三 题面：在如图所示的电路中，两只电流表的规格相同，电流表有两个量程（0～0.6A以及0～3A）。闭合开关S，电阻R1与R2均有电流流过，两只电流表的指针偏转角度相同，则R1与R2的比值为（） A．1∶5 B．5∶1 C．1∶4 D．4∶1 题四
题面：在如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变。开关S由闭合到断开，电流表的示 数之比为4：3，则电阻R1、R2的阻值之比为。 题五 题面：如图所示的电路中，电源电压稳定不变（忽略温度对电阻的影响）。当开关S、S1闭合，S2断开，滑动变阻器滑片P位于某点A时，电压表V1和V2的示数之比U1：U2=2：3，电流表示数为0.6A；当滑动变阻器滑片P位于右端时，电压表V1、V2示数分别为U1′、U2′；当开关S、S2闭合、S1断开时，电压表V1、V2示数为分别U1″、U2″。U1′：U1″=2：3，U2′：U2″=4：3。滑动变阻器的最大阻值为20Ω。 求：（1）定值电阻R2的阻值； （2）电源电压。 题六 题面：在如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1、R2均为定值电阻。当①、②都是电流表时，闭合开关S1，断开开关S2，①表的示数与②表的示数之比为m；当①、②都是电压表时，闭合开关S1和S2，①表的示数与②表的示数之比为n，下列关于m、n的关系正确的是（）
2021人教版物理九年级《欧姆定律比例计算问题》 word 讲义 重难点易错点解析 题一：电阻R 1 = 20 Ω，R 2 = 50 Ω，它们串联接在电源上，通过R 1 、R 2 的电流之比为 ；R 1 、R 2 两端的电压之比为 。R 1 两端的电压与总电压之比为 。 题二：如图电路中，电阻R 1 的阻值为40 Ω，电阻R 2 的阻值为20 Ω，通过R 2 的电流I 2为0.4 A ，通过R 1的电流I 1为 A ，电流表示数为I ，则I 1∶I ＝ 。 金题精讲 题一：如图所示的电路中，电源电压保持不变，开关S 1 、S 2 都闭合时电压表的示数为6 V ；只闭合S 1 时，电压表的示数为2 V ，则两电阻的阻值之比R 1︰R 2 题二：如图所示的电路中，电源电压保持不变。开关S 由闭合到断开时，电流表的示数之比为4∶3，假如R 1 =12 Ω，则R 2 的电阻是（ ） A ．36 B ．16 C ．9 D ．4 S 1 S 2 V A R 1 R 2 V A R 2 S R 1
题三：在图所示电路中，电源电压一定。电阻R 1 ＝20 Ω，当开关S 闭合，滑动变阻器的滑片P 在中点C 时，电压表V 1示数为U 1；当开关S 断开，再将滑片P 调至B 端，电压表V 1示数为U 1'，电压表V 2示数为U 2 ，电流表示数为0.3 A ，若U 1∶U 1 '＝4∶9，U 1∶U 2＝2∶ 3。求：滑动变阻器 R 2的最大阻值和电源电压。 题四：在如图所示的电路中，电源两端的电压不变。当只闭合开关S 1时，电流表A 1的示数为I ，电流表A 2的示数为I 2 ，当开关S 1、S 2都闭合时，电流表A 1的示数为I ˊ ，电流表A 2的示数为I 2ˊ，I 2 ：I = 2：3，I 2 ˊ：I ˊ = 4：7，求R 1：R 2：R 3 思维拓展 题一：用平均的电阻丝围成的正方形导线框ABCD ，如图所示。若分别将A 、B 两端和A 、C 两端接在同一个电源两端，则两次通过BC 的电流之比为_______________。 3 A 2 R 1 R 2 R 3 S 1 S 2 A 1
一、尚特光电公司简介： 深圳尚特绿色能源股份有限公司，德国慕尼黑工业大学新能源技术、澳大利亚新南威尔士大学太阳能研究所、清华大学深圳低碳节能研究院合作伙伴，是一家专门从事太阳能、风能发电与控制技术研发、生产、销售、服务为一体的高新科技企业，凝聚着一批国际新能源领域顶尖的科研人才，拥有多项国家发明专利，公司组织机构完善，管理严格，已建立完善的品质管理体系，顺利通过了ISO09001: 2008质量管理体系认证和产品的CE、ROSH、UL认证等。 核心技术为：磁悬浮风力发电与控制技术、跟踪式太阳能发电系统、高倍聚光太阳能发电系统、风光互补发电与控制系统；产品广泛应用于城市、农村道路照明，家庭别墅、通信基站、交通监控、部队边防用电等中小离网型发电站，以及大型光伏并网发电站等，其中磁悬浮风力发电机能微风启动、轻风发电，解决了世界大部分低风速地区无法发电的技术难题，太阳能跟踪式发电系统比固定式的太阳能发电系统提高40～80%的发电量，高倍聚光太阳能发电系统比固定式的太阳能发电系统提高80～150%的发电量，大大降低了中大型光伏发电厂的发电成本，是目前世界上领先的第三代太阳能发电技术。 尚特不仅提供高品质的追日式太阳能跟踪系统、磁悬浮风力发电机、控制与逆变器等系列产品，同时在太阳能、风能项目的立项咨询、方案设计、施工安装、运行维护方面提供国际化高水准的强大服务团队，服务于全球商用或民用光伏电站建设和各类太阳能、风能应用项目的咨询、设计、系统集成、工程承包等一站式解决方案，保证产品长期稳定运行、最大限度降低用户的建设与维护成本。 “为人类能源可持续发展提供专业高效的解决方案”，一直是尚特的崇高使命；“精益求精、诚臻服务”始终是尚特对客户的永久承诺，我们也必将长期置身于清洁能源技术应用的领先行列，引领绿色节能时代的革命! 二、SUNTOP产品技术特点 ·SUNTOP磁悬浮微风发电机由深圳尚特绿色能源有限公司与德国幕尼黑工业大学历时四年共同研发创造，技术处于世界领先地位，并在全球范围内申请多项专利。 ·SUNTOP磁悬浮微风发电机集磁悬浮技术、电机工程、动力机械、航空大气工程、外观设计、实用设计、风洞测验、电脑模拟分式等学科于一体，采用轻型铝合金、钛金、不锈钢紧固件等轻型特殊材料制造。 ·SUNTOP磁悬浮风力发电机，由磁悬浮风力发电电机、垂直式万向受风装置（风叶）与法兰组成。 （一）、电机部分工作原理是：采用磁悬浮技术理论、将电机线圈悬浮于一 定的空间，在没有任何机械摩擦阻力以及在风力驱动作用下，使电机转动并 切割磁力线发出三相交流电；电机外壳由高强度铝合金模具成型，转动轴材 料为不锈钢，电机内部由定子、外转子、磁缸、稀土磁铁、高纯度铜线圈，通过 磁悬浮技术组合而成。
垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。 垂直轴风力发电机（vertical axis wind turbine VAWT）从分类来说，主要分为阻力型和升力型。阻力型垂直轴风力发电机主要是利用空气流过叶片产生的阻力作为驱动力的，而升力型则是利用空气流过叶片产生的升力作为驱动力的。 由于叶片在旋转过程中，随着转速的增加阻力急剧减小，而升力反而会增大，所以升力型的垂直轴风力发电机的效率要比阻力型的高很多。 1.阻力型风力发电机的工作原理 阻力型垂直轴风力发电机风轮的转轴周围，有一对或者若干个凹凸曲面的叶片，当它们处于不同方位时，相对于它的来风方向所受的推力F是不同的。风力作用于上述物体上的空气动力差别也很大。作用力F可表示为： F=1/2?ρ?S·V??C 其中ρ——空气密度，一般取1.25（kg/m?） S——风轮迎风面积 V——来流风速 C——空气动力系数 以半球为例，当风吹到半球凹面一侧，c值为1.33，当风吹到半球凸面一侧时，c值为0.34。对于柱面，当风吹向凹面和凸面时，系数c分别为2.3和1.2。 由于组成风轮的叶片不对称性和空气阻力的差异，风对风轮的作用就形成了绕转轴的驱动力偶，整个风轮随即转动。 2.升力型垂直轴风力发电机原理 在下面图中列举了从0度到315度八个位置的叶片，风从左边进入，浅蓝色的矢量v是风速、绿色的矢量u是叶片圆周运动的线速度反向（即无风时叶片感受到的气流速度）、蓝色的矢量w是叶片感受到的合成气流速度（即相对风速）、紫色的矢量L是叶片受到的升力。 我们分析一下叶片在这八个角度的受力情况，在90度与270度的位置，相对风速不产生升力，在其它六个位置上叶片受到的升力均能在运动方向产生转矩力，这也是达里厄风力机能在风力下旋转的道理。 实际上情况要复杂得多，前面分析图是理想状态，是在理想的叶尖速比与没有叶片的阻力时的状态。叶片推动风轮旋转的转矩力是升力与阻力的合成力在叶片前进方向的分力。我们取315度时的情况分析一下有阻力的情况，图中黑色的矢量D为叶片受到的阻力，棕色的矢量F是升力L与阻力D的合成力，该力在叶片前进方向的分力M才是实际的转矩力，显然此时的转矩力明显小于理想状况。 而且在180度与270度附近的角度内，升力与阻力的合成力产生的是反向转矩力。
专题：欧姆定律--比例计算问题(1) 题一 题面：有两个电阻，R 1 ＝ 4Ω，R 2 ＝6Ω，如果把它们串联在电路中，通过它们的电流分别为I 1、I 2，它们两端的电压分别为U 1、U 2，则I 1：I 2、U 1：U 2分别为（ ） A ．1∶1 2∶3 B ．2∶3 1∶1 C ．1∶1 1∶1 D ．2：3 2：3 题二 题面：有两个电阻，R 1＝4Ω，R 2=6Ω，如果把它们并联在电路中，通过它们的电流分别为I 1、I 2，它们两端的电压分别为U l 、U 2，则I 1：I 2= ，U 1： U 2= 。 题三 题面：如图所示电路，电源电压恒定不变。当S 1闭合、S 2断开时，电压表的示数为3 V ；当S 1断开、S 2闭合时，电压表的示数9V ，则R 1︰R 2为（ ） A ．1︰2 B ．2︰1 C ．1︰3 D ．3︰1 题四 题面：如图电路，电源电压保持不变，开关S 断开和闭合时，电流表读数之比为1：5，则 电阻R 1：R 2为（ ） A ． 1：5 B ．5：1 C ．4：1 D ．1：4
题五 题面：在如图所示电路中，电源电压一定，电阻R1=10Ω。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P在中点C时，电压表V1示数为U1；当开关S断开，再将滑片P调至B端，电压表V1示数为U1′，电压表V2示数为U2，电流表示数为0.3A。若U1：U1′=4：9，U1：U2=2：3． 求：（1）滑动变阻器R2的最大阻值； （2）电源电压。 题六 题面：如图甲所示，闭合开关S后，两相同电压表的指针偏转都如图乙所示，则L1和L2两灯的电阻之比为（） A．1：4 B．4：1 C．1：5 D．5：1 题七 题面：将粗细均匀的电阻丝围成闭合的等边三角形a b c ，如图所示，分别将a、b和a、c两端接在同一电源上，则两次通过a b的电流大小之比是（） A．1：1 B．2：1 C．1：2 D．2：3
垂直轴风力发电机研究报告 1.垂直轴与水平轴对比 垂直轴风力发电机与水平轴风力发电机相比，有其特有的优点： ①水平轴风力发电机组的机舱放置在高高的塔顶，而且是一个可旋转360 度的活动联接机构，这就造成机组重心高，不稳定，而且安装维护不便。垂直轴风力发电机组的发电机，齿轮箱放置在底部，重心低，稳定，维护方便，并且降低了成本。 ②风力发电机的客户越来越需要使用寿命长、可靠性高、维修方便的产品。垂直轴风轮的翼片在旋转过程中由于惯性力与重力的方向恒定，因此疲劳寿命要长于水平轴风轮；垂直轴风力发电机的构造紧凑，活动部件少于水平轴风力机，可靠性较高；垂直轴系统的发电机可以放在风轮下部甚至地面上，因而便于维护。 ③风力发电机由于高度限制和周围地貌引发的乱流，常常处于风向和风强变化剧烈的情况，垂直轴风力发电机有克服“对风损失”和“疲劳损耗”上有水平轴风力发电机不可比的优点，且理论风能利用率可达40％以上．因此在考虑了较小的启动风速和对风力机影响较大的“对风损失”之后，从而提高垂直轴风轮的风能实际利用率。 ④水平轴风力发电机组机仓需360度旋转，达到迎风目的。这个调节系统包含有旋转机构，风向检测，角位移发送，角位移跟踪等系统。垂直轴风力机不要迎风调节系统，可以接受360度方位中任何方向来风，主轴永远向设计方向转动。 ⑤水平轴风力发电机的翼片受到正面风载荷力，离心力，翼片结构相似悬臂梁。翼片根部受到很大弯矩产生的应力。而且翼片在旋转一周的过程中，受惯性力和重力的综合作用，惯性力的方向是随时变化的，而重力的方向始终不变，这样翼片所受的就是一个交变载荷，这就要求翼片有很高的的疲劳强度，因此大量事故都是翼片根部折断。而垂直轴风机的翼片主要承受拉应力，不易折断，寿命长。 ⑥水平轴风力发电机组翼片的尖速比高，一般在5～7左右，在这样的高速下翼片切割气流将产生很大的气动噪音，导致噪声污染。垂直轴风力机翼片的尖速比较水平轴的要小的多，这样的低转速基本上不产生气动噪音，无噪音带来的
人教版九年级物理：欧姆定律-比例计算问题练习(含答案)
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专题：欧姆定律--比例计算问题 (1) 题一 题面：有两个电阻，R 1 ＝ 4Ω，R 2 ＝6Ω，如果把它们串联在电路中，通过它们的电流分别为I 1、I 2，它们两端的电压分别为U 1、U 2，则I 1：I 2、U 1：U 2分别为（ ） A ．1∶1 2∶3 B ．2∶3 1∶1 C ．1∶1 1∶1 D ．2：3 2：3 题二 题面：有两个电阻，R 1＝4Ω，R 2=6Ω，如果把它们并联在电路中，通过它们的电流分别为I 1、I 2，它们两端的电压分别为U l 、U 2，则I 1：I 2= ，U 1： U 2= 。 题三 题面：如图所示电路，电源电压恒定不变。当S 1闭合、S 2断开时，电压表的示数为3 V ；当S 1断开、S 2闭合时，电压表的示数9V ，则R 1︰R 2为（ ） A ．1︰2 B ．2︰1 C ．1︰3 D ．3︰1 题四 题面：如图电路，电源电压保持不变，开关S 断开和闭合时，电流表读数之比为1：5，则 电阻R 1：R 2为（ ） A ． 1：5 B ．5：1 C ．4：1 D ．1：4
题五 题面：在如图所示电路中，电源电压一定，电阻R1=10Ω。当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P在中点C时，电压表V1示数为U1；当开关S断开，再将滑片P调至B端，电压表V1示数为U1′，电压表V2示数为U2，电流表示数为0.3A。若U1：U1′=4：9，U1：U2=2：3． 求：（1）滑动变阻器R2的最大阻值； （2）电源电压。 题六 题面：如图甲所示，闭合开关S后，两相同电压表的指针偏转都如图乙所示，则L1和L2两灯的电阻之比为（） A．1：4 B．4：1 C．1：5 D．5：1 题七 题面：将粗细均匀的电阻丝围成闭合的等边三角形a b c ，如图所示，分别将a、b和a、c两端接在同一电源上，则两次通过a b的电流大小之比是（） A．1：1 B．2：1 C．1：2 D．2：3
垂直轴风力发电机 垂直轴风力发电机在风向改变的时候无需对风，在这点上相对于水平轴风力发电机是一大优势，它不仅使结构设计简化，而且也减少了风轮对风时的陀螺力。 垂直轴风力发电机的分类 尽管风力发电机多种多样，但归纳起来可分为两类：①水平轴风力发电机，风轮的旋转轴与风向平行；②垂直轴风力发电机，风轮的旋转轴垂直于地面或者气流方向。 利用阻力旋转的垂直轴风力发电机有几种类型，其中有利用平板和被子做成的风轮，这是一种纯阻力装置；S型风车，具有部分升力，但主要还是阻力装置。这些装置有较大的启动力矩，但尖速比低，在风轮尺寸、重量和成本一定的情况下，提供的功率输出低。 达里厄式风轮是法国G.J.M达里厄于19世纪30年代发明的。在20世纪70年代，加拿大国家科学研究院对此进行了大量的研究，现在是水平轴风力发电机的主要竞争者。达里厄式风轮是一种升力装置，弯曲叶片的剖面是翼型，它的启动力矩低，但尖速比可以很高，对于给定的风轮重量和成本，有较高的功率输出。现在有多种达里厄式风力发电机，如Φ型，Δ型，Y型和H型等。这些风轮可以设计成单叶片，双叶片，三叶片或者多叶片。 其他形式的垂直轴风力发电机有马格努斯效应风轮，他由自旋的圆柱体组成，当它在气流中工作时，产生的移动力是由于马格努斯效应引起的，其大小与风速成正比。有的垂直轴风轮使用管道或者漩涡发生器塔，通过套管或者扩压器使水平气流变成垂直气流，以增加速度，偶写还利用太阳能或者燃烧某种燃料，是水平气流变成垂直方向的气流。 垂直轴风力发电机发展 垂直轴风力发电机--使风电建筑一体化成为可能 风力发电和太阳能发电一样，最初是为了解决应急电源和边远地区供电而开发出来的产品，因而在最初发展并不是很快。 到了上个世纪二、三十年代，全球经济危机带来的能源紧张，让世界各国的专家想到了以风力发电作为补充能源的可行性。第二次世界大战后，各国纷纷进行研究，由于当时的技术水平较差，启动风速要求较高，发电噪音也很大，所以只能将风力发电机放在人迹罕至的地方或风力较大的地方。设备也是往大型风力发电机发展，专门建设大型风力发电场，由于水平轴风力发电机的特性，小型风力发电在相当长的时间里未得到较好的发展。 现在，各个发达国家均大力发展新能源产业，而太阳能一直是新能源商业化的首选，因为太阳能的设置地点较灵活，不会产生噪音，可以和建筑进行一体化设计。而风力发电较太阳能而言，它的成本优势明显，如何使得风力发电和建筑进行一体化设计、在建筑周围设置小型风力发电机而又不影响人的生活质量，这成为了欧美一些国家研究的焦点！ 2001年我国率先开始了新型垂直轴风力发电机的研究，由部队牵头，MUCE为研发主体，西安军电、西安交大、同济大学、复旦大学等高校的多位专家配合，在短短的一年时间里就生产出了世界上首台MUCE新型垂直轴风力发电机。并在5年不到的时间里将功率扩展至200W--100KW，处于世界领先地位。 世界上其他国家也都进行了新型垂直轴风力发电机的研制，日本在2002年初开始研究，2003年初产品投放市场，功率在0.5--30KW之间。美国、英国、德国、奥地利、韩国等国家也都在去年已生产出样机，准备投入规模化生产，目前功率都在10KW以内。 诚远牌垂直轴风力发电机，是一种将风能转变为机械能，再转变为电能的低转速风力发电机。利用风力发电，向蓄电池充电蓄存电能。诚远风力发电机采用了永磁悬浮技术和自动迎风护罩式相结合的专利技术，低风速启动，无噪音,为静音式风力发电机。比同类型风力发电机效率高于10-30%。它普遍适用于风能条件好，远离电网，或电网不正常的地区，供
欧姆定律知识点总结 1．欧姆定律：导体中的电流，与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。 2．公式：（I=U/R）式中单位：I→安(A)；U→伏(V)；R→欧(Ω)。1安=1伏/欧。 3．公式的理解：①公式中的I、U和R必须是在同一段电路中；②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量；③计算时单位要统一。 4．欧姆定律的应用：①同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关, 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大。（R=U/I） ②当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小。（I=U/R） ③当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大。（U=IR） 5．电阻的串联有以下几个特点：（指R1，R2串联） ①电流：I=I1=I2（串联电路中各处的电流相等） ②电压：U=U1+U2（总电压等于各处电压之和） ③电阻：R=R1+R2（总电阻等于各电阻之和）如果n个阻值相同的电阻 =nR 串联，则有R 总 ④分压作用（U1:U2=R1:R2） ⑤比例关系：电流：I1∶I2=1∶1 6．电阻的并联有以下几个特点：（指R1，R2并联） ①电流：I=I1+I2（干路电流等于各支路电流之和） ②电压：U=U1=U2（干路电压等于各支路电压） ③电阻：（总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和）如果n个阻值相同的电阻并联，则有1/R总= 1/R1+1/R2 ④分流作用：I1：I2=1/R1：1/R2 ⑤比例关系：电压：U1∶U2=1∶1 伏安法测电阻 电路图： 原理： 1·伏安法测电阻的原理是：R=U/I； 2·滑动变阻器通过改变滑片位置改变电阻，从而改变电流，目的是要测量多组数据以求平均值； 3·在闭合开关之前，滑片位于最大电阻处。
欧姆定律计算专题（含图像和比例计算）一、专题：欧姆定律公式应用 1．如图所示，电阻R 1为6Ω，将它与R 2 串联后接到8 V的电源上，已知R 2 两端 的电压是2 V．请求出：（1）流过R 1的电流I 1 ； （2）R 2 的阻值；（3）电路的总电阻。 2．如图所示，电阻R 1 =12欧。电键SA断开时，通过的电流为0.3安；电键SA 闭合时，电流表的示数为 0.5安。问：电源电压为多大？电阻R 2 的阻值为多大？ 3．如下图所示，电源电压为8伏特，电阻R1=4R2，安培表的示数为0.2安培；求电阻R1和R2的电阻值各为多少欧姆？ 4．阻值为10 欧的用电器，正常工作时的电流为0.3安，现要把它接入到电流为0.8安的电路中，应怎样连接一个多大的电阻？
甲 乙 R 2 R 1 二、专题：欧姆定律--比例计算问题 5.将灯L1、L2按图4中甲、乙方式分别接在电压恒为U 的电路中，在甲、乙两电路中灯L1的功率分别为4W 和9W ，设灯丝的阻值不变。则下列结果中错误的（ ） A ．甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是2：3 B ．L1、L2两灯电阻之比是2：1 C ．甲图中灯L1、L2的功率之比是2：1 D ．甲、乙两图电路消耗的总功率之比是3：2 6.甲、乙两电阻之比为2:1，将它们串联接在9V 的电源两端，则甲导体两端的电压为（ ） A.3V B. 6V C. 9V D. 2V 7.如图所示电路中，当开关S 闭合，甲、乙两表为电压表时， 两表示数之比U 甲:U 乙为3:2；当开关S 断开， 甲、乙两表为电流表时，两表示数之比I 甲:I 乙为（ ） A ．2：l B ．3：1 C ．3：2 D ．1：3 8.如图所示，电路中的两只电压表的规格完全相同，均有两个量程 （0～3V ，0～15V ）。闭合开关，两只电压表的指针偏转角度相同， 则电阻R 1与R 2的比值为 。 9.电阻R 1、R 2串联在电路中已知R 1：R 2＝3：2 则通过的电流之比I 1：I 2＝ 电阻两端的电压之比U 1：U 2＝