为什么不用重力发电呢

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因为当前重力无法发电,当前能产生电力能源的都是能产生热能或转换成动力的。例如风力、煤电、水电、燃油电、核电等,而纯粹的重力重能并不能产生有效的热能或动力转换,无法有效地转换成电能,所以不能用重力发电。

重力是静力学,大部分情况下是属于相对静止的状态的,与弹力、摩擦力、电场力等有本质区别。大部分情况下重力是无法产生动力或热能来转换成电力的。

电力产生方式

当今是互联网的时代,我们仍然对电力有着持续增长的需求,因为我们发明了电脑、家电等更多使用电力的产品。不可否认新技术的不断出现使得电力成为人们的必需品。

电力的产生方式主要有:火力发电(煤等可燃烧物)、太阳能发电、大容量风力发电技术、核能发电、氢能发电、水力发电等。

21世纪能源科学将为人类文明再创辉煌,例如,燃料电池是将氢、天然气、煤气、甲醇、肼等燃料的化学能直接转换成电能的一类化学电源;生物质能是以生物质为载体的能量,生物质能的高效和清洁利用技术也得到极大发展。

1. 斜坡块体运动及力学分析

自然斜坡由岩体或松散的土体构成,它们统称块体,也称岩土体,块体在重力作用下沿斜坡向下运动的过程称块体运动(mass movement)。块体运动是斜坡变形的一种常见过程,也是引起斜坡不稳定性的重要因素,常导致地质灾害。

图 3-5 斜坡上块体受力分解图符号意义见文字中

在重力的作用下,斜坡上的块体是否发生运动,取决于块体的下滑力(T)与抗滑力(τ)的大小。前者是推动块体运动的动力,而后者是阻止块体运动的阻力。只有当下滑力大于抗滑力时,斜坡上块体才可能向下运动。

斜坡上块体的下滑力(T)是斜坡上块体的重力沿坡面的分量(图 3-5),它受块体的密度、高度、坡度影响,其大小为:

第四纪地质学与地貌学

式中: G 为斜坡块体重量; ρ 为土体密度; g 为重力加速度; h为坡高; θ 为坡角。从这个式子可以看出,坡角的影响较大。坡面的坡角越陡,其下滑力就越大; 斜坡上块体越重,其下滑力也越大。抗滑力(τ)由斜坡块体内摩擦力和黏结力产生,其大小为:

第四纪地质学与地貌学

式中: N 为斜坡所受正压力; C 为块体黏结力; A 为块体与坡面接触面积; φ 为块体内摩擦角。从式中可以看出,内摩擦角越大,抗滑力越大; 块体的黏结力与块体的固结程度或成岩性有关,一般是块体固结强和成岩性越好,其黏结力越大,而松散的土体黏结力小。因此,固结强或成岩性好的块体,其抗滑力大,因此松散堆积物的抗滑力小,易发生块体运动。

斜坡上的块体稳定性用稳定系数(K)来表示,其值为抗滑力与下滑力的比值:

第四纪地质学与地貌学

当 K >1 时,块体稳定; 当 K <1 时,块体不稳定,发生运动; 当 K =1 时,块体处在极限平衡状态,一旦有外界的诱发力作用,块体可能发生运动。

如果斜坡上的块体为松散堆积物,那么块体的黏结力很小,近似等于零,其抗滑力为:

第四纪地质学与地貌学

这时,斜坡上的土体、岩块等松散块体的稳定条件为:

第四纪地质学与地貌学

要使斜坡上的碎屑物质稳定,不向下运动,需要下滑力小于抗滑力,那么坡角就必须小于坡面物质的内摩擦角。如果斜坡上的松散堆积物处于极限平衡状态,则下滑力等于抗滑力,即坡角等于块体的内摩擦角。因此,块体的内摩擦角正好反映了块体沿斜坡下滑起动的坡角,把这个角度定为物质的休止角。对于那些没有黏结力的砂层或松散碎屑堆积层来说,内摩擦角和休止角(angle of rest)是一致的。当斜坡的坡角(θ)小于堆积物内摩擦角(φ)时,斜坡上的物质是稳定的; 当 θ = φ 时,斜坡上的物质处在稳定的临界状态。

松散堆积物内摩擦角(休止角)的大小受多种因素的影响,如物质颗粒的大小、形态、成分、含水量等(表3-2)。粗大并棱角状而密实的颗粒堆积物的休止角大,颗粒细小、圆形的颗粒堆积物的休止角小。在粒径、形态、成分相同的条件下,干的松散堆积物休止角较大,由其构成的斜坡较稳定; 而湿的松散堆积物休止角较小,斜坡的稳定性降低(表 3-2)。所以在其他条件相同的情况下,湿润地区的山坡坡度缓,而干旱地区的山坡坡度陡。另外,在雨季的时候,一些斜坡发生滑动、移动,这是由于土体的含水量增加了,造成休止角降低而引发的。

已成岩的岩石块体的休止角很大,几乎可以达到 90°,而影响其稳定的主要因素是岩层的黏结力。一般情况下,坚硬岩石的黏结力很大,不易发生移动。但是,如果在岩石中发育一些软弱的结构面,如节理面、断层面、劈理面等,它们将降低岩石的内摩擦角和黏结力,可导致块体运动。

表 3-2 常见的松散堆积物的休止角

2. 斜坡重力作用类型

在重力的作用下,斜坡上块体的运动方式多种多样,其运动速度也有很大的差别,如有从斜坡上向下快速坠落的,也有沿斜坡软弱面缓慢下滑的,还有顺斜坡缓慢向下蠕动的。根据斜坡上块体运动的速度和运动方式,可将斜坡的重力作用类型分为滚落作用、滑动作用和流动作用(表 3-3)。

表 3-3 斜坡重力作用分类

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    2025年10月27日
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评论列表(3条)

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    听安 2025年10月25日

    我是唯乐迪的签约作者“听安”

  • 听安
    听安 2025年10月25日

    本文概览:网上有关“为什么不用重力发电呢”话题很是火热,小编也是针对为什么不用重力发电呢寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。因为当前重...

  • 听安
    用户102506 2025年10月25日

    文章不错《为什么不用重力发电呢》内容很有帮助