Question

为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站．三峡水利工程中某一水电站发电机组设计为：水以v₁=3m/s的速度流入水轮机后以v₂=1m/s的速度流出，流出水位比流入的水位低10m，水流量为Q=10m³/s，水轮机效率为75％，发电机效率为80％，试问：

（1）发电机组的输出电功率是多少？

（2）三峡工程中的三峡指什么峡？

（3）如果发电机输出电压为240V，用户需电压220V，输电线路中能量损失为5％，输电线电阻为，那么所需升降压变压器的原副线圈匝数比分别是多少？

（4）火电站中煤燃烧会产生哪些对大气带来污染的气体？

 

Answer 1

答案：见详解
解析：

（1）水流入水轮机，将一部分机械能传递给水轮机而变成水轮机转动的机械能，另一部分散失；而水轮机又将本身获得的机械能传递给发电机，使发电机工作，又将它变成电能，一部分输出：水轮机获得的机械能 Ek=[mgh+m（）]×75％ =[Qtr gh+Qtr（）]×75％ =[10×103×10×10×t+×10×103t（32-12）]×75％ =[104×104t]×75％ =78×104t 则发电机的输出电能 E电=Ek×80％=624×103t 发电机的输出电功率 P0==624kW （2）三峡是长江以重庆白帝城至湖北南津关之间的瞿塘峡、巫峡、西陵峡的总称． （3）发电机输出的电能向用户输送时，为了减少线路的热损耗而采用高压输电，因此在发电机输出端要采用升压变压器升压，而在输电终端即用户端又要用降压变压器进行降压．题中所求的就是这两个变压器的匝数比． 发电机输出电流 =2600A 输电线路损失 DP=P0×5％=624×103×5％W =3.12×104W 输电电流由焦耳定律得  =1872A2 I2=43.3A 则升压变压器原副线圈匝数比 n1∶n2=I2∶I1=43.3∶2600 =433∶26000 用户端降压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率 P=P0-DP=592.8×103W 输出电流 A 所以用户降压变压器原副线圈匝数比 n3∶n4=I3∶I2=2694.5∶43.3 =26945∶433 （4）因工业用煤中除含主要成份碳之外，还含有少量的硫、氮等元素，在煤燃烧的过程中，硫、氮也同时与氧发生化学反应，生成二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮、一氧化碳、二氧化碳等对环境带来污染的气体．