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一座小型水电站,水以3m/s的速度流入水轮机,而以1m/s的速度流出,流出水位比流入水位低1.6m,水的流量为1m3/s,如果水流能量的75%供给发电机,20%的能量使水温升高.求:(1)水温升高多

题目详情
一座小型水电站,水以3m/s的速度流入水轮机,而以1m/s的速度流出,流出水位比流入水位低1.6m,水的流量为1m3/s,如果水流能量的75%供给发电机,20%的能量使水温升高.求:
(1)水温升高多少
(2)若发电机效率为80%,则发电机的输出功率是多少
(3)发电机的输出电压为240V,输电线路的电阻为16
2
3
Ω,允许损失电功率为5%,用户所需电压为220V,则所用升压变压器和降压变压器的原副线圈的比值各是多少?并画出供电示意图(理想变压器,g=10m/s2,水的比热容为4.2×103J/kg•℃)
▼优质解答
答案和解析
(1)每秒水流机械能损失为:
△E=
1
2
m(
v
2
1
v
2
2
)+mgh=2×104J
由题意得:
cm•△t=20%△E  
所以:
△t=
20%•△E
c•m
=9.5×10-4°C
(2)发电机的输出功率:
P出=
75%•△E
t
×80%=12KW 
(3)供电示意图如图:

△P=5%P=600W
△P=
I
2
线
R线
 所以:
I线=6A
I1=
P
U1
=50A
所以升压变压器有:
I1
I2
=
n2
n1

n1
n2
I2
I1
=
3
25

I4=
P出−△P
U4
=
570
11
A
所以降压变压器:
n3
n4
I4
I线
95
11

答:(1)水温升高9.5×10-4°C;
(2)若发电机效率为80%,则发电机的输出功率是12KW;
(3)所用升压变压器原副线圈的比值为3:25,降压变压器的原副线圈的比值是95:11,供电示意图如图.
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