全國中小學科展

「流」「擺」能生—探究穩定水流中單擺組合擺盪機制與發電應用評估

科展類別

全國中小學科展作品

屆次

第64屆--民國113年

科別

物理科

得獎情形

佳作

學校名稱

新北市立安溪國民中學

指導老師

劉明元;解宗翰

作者

鄭安倫;鄭凱元

關鍵字

渦流、單擺、電機效能

摘要或動機

探究水流中單擺擺盪變因的影響,確認擺盪的物理機制,用於發電裝置優化調控。單擺實驗以動能轉換參數f*X評估效能高低,於實驗中發現阻礙物兩側流速差造成偏移力並產生渦流,若渦流結構完整,說明流速差大,偏移力大。擺長越長,渦流頻率(f)降低且擺幅增大;擺錘直徑增加使f降低、擺幅及渦流直徑增大。流速10cm/s下,最優單擺-擺錘直徑5cm、擺長20.5cm、33.7g。加阻流柱(擺)可降低f增加擺幅;水流速與共振擺長有量化關係。擺盪發電組的圓筒密度接近水時有較佳的發電效益,於不同流速下,改變擺長可調控發電組之震盪頻率使之共振,增加擋板可增加發電組擺幅使發電效能提升。

030113.pdf

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