水力发电计算中的正确公式

水力发电计算中的正确公式

在探讨水力发电存在一些问题中，就水力发电的出力计算，对既有的用于大型水库的P=9.81QH(kw) —（1）和用于小型水库的E=(6.0~8.0)QH(kw)—(2）两个公式时，发现小型水库效率之所以低于大型水库的原因，是由于小型水库使用的水轮机普遍小于大型水库的水轮机，所以单位水流流经水轮机的距离也就更短，亦即做功的时间更短，所以效率也就更低了。而且现代卫星科学技术证明：在离地面200 km处，重力加速度g值接近为零，离地面36000km处g值绝对为零。将（6.0~8.0）取代g=9.81，那就意味着将小型水库假设到离地面37~77km的高空，这显然是有违科学原理的。所以用公式(2)来作小型水库发电的出力计算是不可以的。在对现有水库水轮发电机组实际效率检验时发现，公式（1）中的“H”，根本与实际做功的能大小无关，功率的大小实质就是流量Q的大小与其在水轮机上流经的距离乘以9.81的结果。水头“H”值的大小，在此只起决定水流的速度和单位时间流量的作用。也就是说计算水力发电功率的大小用的公式应该是物理学最基础的公式：功=力*距离，即W=F*S—（3),或W=F*V*T—（4）。以湖南双牌水库一水轮发电机组为例：水头H=43m,流量Q=102.8m3/s,实际功率P=39500kw，根据（3)式所说的力就是9.81Q,所以39500 =9.81*102.8*103*S/102,（将1m3化为1000kg,9.81取精确值9.80665得9806.65N,1N=1kg.m/s2,1kw=102 kgf.m/s）即S=39500*102/9806.65*102.8=3.9965m,也就是说，单位水流在水轮机上做功的距离≈4m。或V=(2gH)1/2=29.046 m/s,T=S/V=0.13759秒,则（4）式可成为W=9806.65*102.8*29.046*0.13759/102=39498.5kw,此数与39500 kw极为接近。可用这一计算方法检验任何水库的单机发电功率都会是正确的。