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2013全国表年科普创新实验大赛

SOLVE FOR TOMORROW 探知未来

一、主题及命题

主题 命题范例 命题说明 复赛及决赛评判标准
环保 风能利用 利用风能,制作一个装置,比较参赛队伍在同等时间内转移水体积的大小。 以同等时间内抽水量作为评判标准
说明:高中组只能选“安全保护”命题,大学组可任选3个比赛命题中的一个。

二、风能利用科普实验比赛规则

1、 科普实验背景

风能(wind energy)是地球表面空气流动所产生的动能,属于可再生能源。人类很早就开始利用风能,如利用风力提水、灌溉、磨面、舂米,用风帆推动船舶前进等。14世纪的欧洲,风车成为不可缺少的原动机,在荷兰风车先用于汲水,以后又用于榨油、锯木、纺织等。现在风能作为一种清洁的可持续能源,已经成为除水能外,技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业发展前景的发电方式。风力发电是风能利用的主要形式。

2、 任务

制作一个利用风能的提水(抽水)装置。在风力条件相同的环境下,通过将风能转化为电能或机械能,将A容器中的水转移到B容器,最终比较参赛队伍在同等时间内转移水体积的大小。

3、 限制条件

a) 风能来自组委会统一提供的轴流风机。

i. 输入功率≈245W

ii. 扇叶直径≈500mm

iii. 风量≈6500 m³/h

iv. 风压≈165Pa

v. 风机轴距地高度:1.5米

b) 装水容器由组委会统一提供

i. 装水容器为30L带刻度的塑料水桶,直径300mm,高度400mm。

ii. 比赛时,A、B两个容器底部的势能差(扬程)为500mm。

c) 对参赛队伍设计提水(抽水)装置的种类、规格不做限制,可以利用风力发电带动水泵抽水,也可以直接将风能转化机械能。但除了风机提供的风能,装置不能携带其他能源。

d) 参赛装置靠近风机一侧边缘所在的与地面垂直表面与风机扇叶间的最小距离为1米。

e) 比赛计时为10分钟,在开启风机时计时开始,最终计算从A容器抽到B容器的水的体积。

f) 参赛作品无安全隐患。。

4、 初赛(下载:初赛作品模板

a) 根据命题要求,参赛队伍将设计文件(参考上方:初赛作品模板,PPT格式)通过网络上传到比赛官方网站。

b) 设计内容表述清晰,说明装置的原理和实验结果。评审委员会专家根据参赛队伍实验结果和设计文件所展现的水平,评选出入围队伍。

c) 参赛设计作品不得抄袭,实验结果不得伪造,违者一经发现,将被取消资格。

5、 复赛
复赛评比提水(抽水)装置在稳定风源环境下的能源转化效率。

a) 参赛队伍携带制作完成的装置到现场实验。

b) 抽签决定分组和比赛顺序,各参赛队伍按顺序依次进行实验。

c) 复赛的风机以相同档位、固定方向工作,参赛装置靠近风机一侧边缘所在的与地面垂直表面与风机扇叶间的最小距离为1米。

d) 参赛队伍准备好后,由工作人员启动风机并开始计时,提水(抽水)时间为10分钟。

e) 测量从A容器抽到B容器的水的体积,按照提水(抽水)体积大小排名,体积最大者排名最高。

f) 为了更精确的反应比赛成绩,比赛时在B桶下放置一个电子称测量重量。

6、 决赛风能利用科普实验决赛内容与评判细则
决赛评比提水(抽水)装置在复杂风源环境下的能源转化效率。

a) 参赛队伍携带制作完成的装置到现场实验。

b) 抽签决定分组和比赛顺序,各参赛队伍按顺序依次进行实验。

c) 两台风机轴距1.5米远,同一高度,风机轴成120度角摆放。以相同档位工作。

d) 参赛队伍准备好后,由工作人员启动风机并开始计时,提水(抽水)时间为10分钟。

e) 测量从A容器抽到B容器的水的体积,按照提水(抽水)体积大小排名,体积最大者排名最高。

f) 为了更精确的反应比赛成绩,比赛时在B桶下放置一个电子称测量重量。

本次大赛最终解释权归大赛组委会所有