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  • 人造龙卷风

    ①上海青浦有位轮船驾驶员,一次正在驾驶室当班时遭到龙卷风的突然袭击,他打开驾驶室舱门一看,发现驾驶室已脱离船体,被搬到离河很远的岸上,而他却安然无恙。1970年5月27日湖南澧县刮起了龙卷风,澧水江心卷起一个30多米高,几十平方米大的水柱,在短短的时间内河底也露了出来。龙卷风确实力大无穷,一座长达75米的铁路桥梁,可以像玩具一样被龙卷风从桥墩上拔起来,扭曲了,然后抛入水中。龙卷风的袭击,可以使河里的船腾空而起,成为“空中飞船”;可以使地上的人“上天邀游”,成为“空中飞人”。

    ②龙卷风独特的外貌、奇异的构造、短促的寿命、巨大的速度,历来令人费解、耐人寻味。

    ③经过长期的观察研究,人们已经弄清楚,龙卷风是产生在雷雨云中的一种急速旋转的空气旋涡。当它从云底伸下来时,好像一只巨大的漏斗,有时悬挂在云下,忽伸忽缩;有时则拉长像大象鼻子一样触到地面。

    ④从一些被龙卷风破坏的现场可以推知,龙卷风直径在几米到几百米之间,最大可达1千米。它来去匆匆,寿命不长,短的几分钟,长的也不过一刻钟到半小时。

    ⑤龙卷风直径虽小,寿命虽短,可是风速却大得无法用风速仪直接测定,因为即使是最坚固的仪器,一旦碰上龙卷风,也会粉身碎骨。人们不得不用间接的办法,如从被它破坏后的现场中去估算它的最大风速。据估计,这速度可达每秒  (1)    (2)  米,甚至将要赶上声音的速度了。如此巨大的速度,怪不得在龙卷风的驱动下,一根松树棍可以击穿1厘米厚的钢板;一片三叶草能深深地嵌入泥墙。

    ⑥龙卷风的中心气压很低,只有40千帕,有时甚至只有20千帕,与一个标准大气压101.3千帕相差很大。据科学家计算,龙卷风气压差产生的功率可与10座巨大电站相当。

    ⑦龙卷风是怎样形成并加强的呢?长期以来众说纷纭,至今还没有一个完美无缺的定论。但这种自然现象是可以模仿和利用的。

    ⑧人们注意到,当漏斗状旋涡直径达200米时,旋转气流的功率可达3万兆瓦。因此一些科学家设想是否能用人造龙卷风发电。

    ⑨于是,有科学家研制了龙卷风模型来发电。他们在一个塔形建筑的四周用条板间隔成方格形小窗,朝风的小窗洞开,背风的小窗则关闭,风吹进塔后开始旋转,形成小龙卷风。在塔底装有螺旋形的转叶轮,当人造小龙卷风将下方空气吸入塔内时,叶轮转动,推动发电机发电。

    ⑩还有科学家研究用太阳能制造龙卷风发电。建造一座面积很大的透明圆形大棚,棚顶是塑料膜,从棚的四周向中心逐渐升高,与中心烟筒状塔相连。当棚内空气被太阳加热后,流向筒状高塔,气流迅速带动塔中叶轮而发电,每小时发电功率可达70万~100万千瓦。

    ⑪在许多新设计中,旋风型风力涡轮是很有前途的。在这种设计中,风吹入直立的圆筒,在它的内部旋转,形成旋涡,旋涡中心呈真空状态,从而迫使大量高速运动的风不断地吹过叶片,使叶片快速转动而发出电来。

    ⑫在海洋上空,由于太阳的照射,热空气上升,冷空气下沉,形成上下流动的风。科学家设计了一种巨大的筒状物并让它飘浮在海洋上空,然后用人工方式引导气流在筒内上升下降,从而驱动涡轮机进行风力发电。

    这些,都是利用人造龙卷风发电的新思路。

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