北航启先杯论文范文 (2)

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1、第一届沙河校区创意大赛学生竞赛项目论文应用楼房中的水循环系统发电及其应用2011年3月26日目录应用楼房中的水循环系统发电及其应用2引言2想法的由来2正文2核心思路2应用场景2可行性分析3作品设计4市场需求及推广7应用楼房中的水循环系统发电及其应用摘要：楼宇中的水循环系统中存储了很多能量，我们只需要利用其中很小的一部分发电就能带给我们极大的方便，利用楼房中的水循环能量具有很大的开发潜力，需要很多人进行创新与实践，我在本文中之提出几个自己的设想与建议，希望能给人以启发，不完善的地方仍需改进。关键词：能量发电方便潜力引言想

2、法的由来近日给妹妹打电话，她说如果能一边洗澡一边听歌是很享受的，可是又怕MP3不防水。我突然想到了在电视上曾经看到的一个设想，有人设想将水在管道中的动能转化为电能，从而使某些事情更加方便一些。比如我们可以制作一个小型发电机安装在淋浴的管道上，让其发电，将电能传送给一个音乐播放器，播放器就可以放出音乐，使人享受沐浴的过程。由此，我决定将“应用楼房中的水循环系统发电及其应用”作为我的课题进行研究。正文核心思路楼房中的水是经过加压后才得到了机械能的，即电能转化为水的动能与势能，若利用水的动能进行发电则是相当于水作为了电能的传

3、递介质，在传递过程中必然有很大的能量损失，因此利用楼房中的水循环系统发动并不是为了节能，而是为了人们能更好的享受做某些事情的过程和使某些机械、结构更加简单。应用场景1淋浴时的音乐播放器当人在淋浴时，水流向喷头时有很大的速度，然后再由喷头喷出。我们可以利用水的动能的很少一部分来进行发电，来带动一些功率很小的用电器，比如一个小型的音乐播放器。这样我们可以更好的享受淋浴的过程。2盥洗室灯具的节能开关学校的盥洗室在晚上时仍然亮着灯，其中的原因有很大一部分是同学们在洗手后手上潮湿而不能去触碰灯的开关或者是忘记了关灯。如果一晚上不

4、关灯，全校会浪费很多电能。所以我们可以在盥洗室门口设置一个开关，同学进去前可以把灯打开，然后在盥洗室进水管处安装一个微型发电机，使其连接到一个延时开关，当同学回到宿舍后，盥洗室进水管不再有水流时，发电机不再发电，延时开关关闭，灯熄灭，从而做到节能。3高层建筑雨水发电现在大部分的高层建筑的雨水排水系统由外排与内排相结合的，其原因是因为雨水若聚集在一起然后由几十层楼上落下会对地面上的人或物造成伤害。既然雨水从高楼上落下后会有很大的能量，那么我们就可以利用这些能量进行发电。这样既可以解决雨水减速的问题，又可以节能发电。4利用

5、出水管道的水发电楼宇的出水管道的水虽然速度比较慢，但是任其流走的话这些能量就会浪费掉。我们可以将这些能量转化为电能，进行一些其他的活动。比如可以利用电能来净化污水或者存储电能来应急照明等等。5其他应用我们的楼宇中到处都需要水，到处也都需要电，因此能够利用水能发电来给人们带来便利的地方有很多，我一个人不可能全部想到的，有待其他人的创新与发现。可行性分析1淋浴水管中水的速度v₀≈1ms，水管内径R=0.02m，发电机只利用水的动能的5%。则水在∆t时间内的动能为W=mv₀²=πR²v₀³ϱ∆t≈0.628J，则发电机可提供

6、给音乐播放器的功率为P=∙5%≈31mw,而一般的播放器功率为20mw左右，所以发电机的功率足够。此时水的流速经计算为0.8ms，仍满足淋浴的要求。所以在淋浴水管中安装发电机带动音乐播放器的设想有可能成为现实。2开启电灯的开光只需和普通开光相同即可。关闭电灯的延时开关可以为一个由发电机、继电器、其他装置及连接导线组成的结构。当有水流流过时，发电机产生微小的电流，继电器开启，电灯的电路接通；当没有水流时，继电器关闭，延时开关在大约10秒后关闭，电灯关闭。具体设计会在下面作品设计中详细介绍。3以一栋20层的楼房为例，每一层

7、高度为2.5米，则楼的高度约为50米。20m²屋顶使用一管径为100mm的排水管，充满度以0.8计算，北京一年的降水量660mm。计算得雨水从楼上经管道到地面的总动能约为1.2×10⁴J，又发电机的水能利用率大约为0.8左右，所以一栋占地面积为1000m²的20层建筑一年就可发电9.8×10³J的电量，这些电量用作停电时的应急照明足够了。4一栋住宅楼每天产生的污水是一个很大的数字，因为各个楼的情况不一样所以无法做一个统一的统计，但是这些废水中携带的能量现在除了进行必要的余热回收之外并没有加以利用。所以可以像利用雨水排水

8、发电一样利用废水进行发电，具体计算方法与雨水类似，不做过多介绍。作品设计发电装置发电装置均为一水力发电机，只不过因为需要的功率大小不一样而使发电机的型号不一样。1：在音乐播放器与延时开关中，我们需要的事直流电，所以发电机为直流发电机。小型轴流发电机：发电机为直流发电机，其原理如图：图中1为永磁体，2为电枢绕组，3为换向器，4为电刷