水の移動力の計算方法

水力発電は、水力を利用して機械を操作し、発電します。 エンジニアは、移動する水の力を計算して、水流の利用可能な運動エネルギーを決定する必要があります。 水力を使用する簡単な例は、穀物を小麦粉に粉砕する機械を操作するために使用される昔ながらの水車です。 科学者が水の自然の力を使って電気を生成できると判断すると、その力を利用するためにダムが建設されました。 1881年、ナイアガラフォールズ市は、水力発電を使用して街灯を操作しました。 今日、世界中の多くの国が水を動かす力を使って発電しています。

少なくとも20フィートの長さの穏やかでまっすぐな水の領域を選択してください。 川の片側に庭の杭を打ち込み、反対側の最初の杭の真向かいに2番目の杭を打ち込みます。 あるステークから別のステークにストリングを走らせ、4つの等間隔でストリングに印を付けます。

下流の20フィートを測定し、さらに2つの杭を小川の土手に打ち込みます。 あるステークから別のステークに紐を結びます。 この文字列にも4つの等間隔でマークを付けます。

2x4のセクション、プラスチックの水差し、テニスボールなどの浮力のあるオブジェクトを、最初のマーカーから2番目のマーカーまで浮かせます。 オブジェクトが開始点から2番目のマーカーセットに到達するまでにかかる時間を測定します。 より正確なデータを得るには、これを3回以上実行してください。 ストップウォッチの合計時間をプロセスの時間を計った回数で割って、時間の平均を計算します。 この平均時間をフィート/秒で記録します。

最初のストリングの各マークで水深を測定することにより、ストリームの平均深さを計算します。 測定値を合計し、4で割ります。 2番目の文字列のポイントでこれと同じプロセスを実行します。 マークされた両方の領域でのストリームの平均深度を記録します。

平均深度を加算して2で除算し、結果にストリームの幅を掛けて、ストリームの面積を計算します。 これをストリームの平均面積として記録します。

式F = ALC / Tを使用して、移動する水の力を計算します。 F =力、A =平均面積、L =ストリームの長さ(20フィート)、C =ウォーターベッドの底の係数、T =移動時間。 環境保護庁が使用する係数は、岩盤のある河川では0.8、泥床のある河川では0.9です。

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