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创新水力发电自然能量无限发电厂
第一章 摘 要
新华网北京１２月２６日电（记者江国成 周英峰）中国国务院新闻办公室２６日发表长达１.６万字的《中国的能源状况与政策》白皮书，详细介绍了中国能源发展现状、能源发展战略和目标、全面推进能源借阅、提高能源供给能力、促进能源产业与环境协调发展、深化能源体制改革以及加强能源领域的国际合作等政策措施。
其中白皮书介绍了中国依靠结构调整、科技进步、加强管理、强化法制、深化改革、全民参与等一系列政策措施，全面推进能源节约，其中包括制定并实施了《节能中长期专项规划》，确定了“十一五”（２００６－２０１０年）期间能耗降低目标，并将节能任务具体落实到各省、自治区和直辖市以及重点企业，实行单位国内生产总值能耗指标公报制度，实施节能目标责任制和问责制，构建节能型产业体系，促进经济发展方式的根本转变。
2005年，中国政府制定了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》，把能源技术放在优先发展位置，按照自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来的方针，加快推进能源技术进步，努力为能源的可持续发展提供技术支撑。
2005年1-12月中国水电发电量累计为36,768,802.61万千瓦时。7月的单月水电发电量最大，达4,049,852.09万千瓦时，比上年同期增长25.68％。这种情况在中国是比较正常的，因为中国的气候条件和雨季的来临时间都决定了江河来水量，也同时制约着中国的水电发电情况。
2006年1-12月中国水电发电量累计为37,831,820.68万千瓦时，比上年同期增长了3.5％；其中单月发电量较大的月份是6月、7月和8月，6月水电发电量为4,365,807.80万千瓦时，比上年同期增长了10.41％；7月水电发电量为4,412,618.34万千瓦时，比上年同期增长了8.15％；8月水电发电量为3,746,866.19万千瓦时，比上年同期减少了4.04％。
2006年中国用电量达到27500亿千瓦时左右，同比增长11.8%。中国正在成为一个令世界瞩目的能源消耗大国，而水电资源的丰富空间，使中国完全有能力也有必要让水电来缓解能源压力。今后几年，无论是水电行业还是水电设备生产企业在这种新的市场需求条件下，必将有一个新的增速高峰。
世界上，许多发展中国家虽然都制订了一系列鼓励民企投资小水电的政策。由于小水电站投资小、风险低、效益稳、运营成本比较低，在国家各种优惠政策的鼓励下，全国掀起了一股投资建设小水电站的热潮，尤其是近年来，由于全国性缺电严重，民企投资小水电如雨后春笋，悄然兴起。
中国国家鼓励合理开发和利用小水电资源的总方针是确定的，2003年开始，特大水电投资项目也开始向民资开放。2006年，根据国务院和水利部的“十一五”计划和2015年发展规划，中国对民资投资小水电以及小水电发展给予了更多优惠政策。
第二章 创新水力发电自然能量无限发电厂之设计
一、实验事实验证发现水力发电求流速公式托里拆利定律V=√2gH的疑问
托里拆利(Evangelista Torricelli1608－1647)，他发挥伽利略(Galileo Galilei1564-1642)在力学方面的观念，并将他的重力落体观念，扩展到水桶孔口向外射出的液体方面。假设水桶孔口进出的液滴，其速度即与桶内上方液面的一个小液滴自由降落在孔口时所得到之降落速度相等。
托里拆利对发展力学所作的最重要的贡献是创立了著名的液体从容器细孔流出的理论。当时，水力学权威卡无忧论文 【http://www.uklunwen.com】斯德利认为水流的速度跟孔到水面的距离成正比，且这一见解又得到伽利略的赞同，无人敢怀疑。托里拆利为弄清楚这一道理，认真地做了实验，进行了仔细的测量。结果发现，从器壁小孔流出的水流的速度不是跟孔到水面的距离成正比，而是跟此距离的平方根成正比。水流初速度v与桶中水面相对于孔口高度差h的关系式为v=A√h(A为常数)。后人称此式为托氏的射流定律。约在他之后的一个世纪，丹尼尔•伯努利才得出v=√2gh的结果。托里拆利后来又通过实验证明了从侧壁细孔喷出来的水流的轨迹是抛物线形状。托里拆利的这些发现，为使流体力学成为力学的一个独立的分支奠定了基础。
人类建立在大量经验事实与科学实验事实两大基础上，在物理流体力学中，以托里拆利(Evangelista Torricelli 1608-1647)定律求流速公式V=√2gH V为流速 2g为重力加速度 H为深度，是一个典型的势能案例，在
[例1]：若一盛水的水槽，在水面下3m处有一小圆孔，其面积为1cm，求水流的出口速度(假设此水槽之容量很大，槽内液面可视为静止)．
解：我们已知h= 300 cm，故水流的出口速度为
v=√2gh=√2x980(cm/s2)x300(cm)
=7.668m/s
物理学的问题不能顺从于个人的主观意识，需要服从客观实验事实为依据。为求证托里拆利定律求流公式V=√2gH的普遍性与准确性，在2002年8月经过多次基本流速实验，发现流体流速公式托里拆利定律V=√2gH的疑问越深，若以托里拆利定律求流公式V=√2gH，即流速与重力加速度 (2g) 及深度 (H) 有关，与体积大小及总容量多少无关，简言之，我们以任何一种容器，不论形状、不论大小，只要深度符合公式中H高度，在相同深度开相同大小出水孔，则流体流速一定是相等的。事实上经过多次实验证明，托里拆利定律公式是问题重重。
(一) 先说明实验器材与基本数据；
实验所用PVC新硬管四根全长4m，都在3m处开1cm平方圆孔出水口，上方用三根直径1.8公分软管作为入水口，待满水位后开始做流距实验，实验时1cm平方圆孔出水口离地面约1-1.1m之间，上方保持满水位后做3分钟稳定流速喷射实验，用卷尺测量从出水口至地面的喷射距离。
实验所用PVC硬管当量粗糙度，介于0.002-0.009k/mm之间，全长4m的管实际实验有效长度为3m，没有沿程水头管路，不计管阻损失。实验时水温在20-25℃之间；水的粘度约为0.897-1.011v/10-6m2•s-1；孔口、管嘴的水力特性，修圆的小孔口；阻力系数δ为0、收缩系数ε为1.00、流速系数Φ为0.98、流量系数μ为0.98、出口单位功能为 0.96 H。
(二) 经过实验实际测量流距资料是；
1号管内径为1.8 cm 测量流距为2.2-2.6m 之间，流距比较不稳定。
2号管内径为3 cm 测量流距为3.2m 相对稳定流距。
3号管内径为8.7 cm 测量流距为3.9m 绝对稳定流距。
4号管内径为15.7 cm 测量流距为4.2m 绝对稳定流距。
相同形状、相同深度、相同出水口大小、不同大小容积，所得流距都不一样，容积越大，流距越远。1号管内径为1.8cm流距2.2m与托里拆利定律V=√2gH误差值达248%，2号管内径为3 cm流距3.2m与托里拆利定律V=√2gH误差值达139%，3号管内径为8.7cm流距3.9m与托里拆利定律V=√2gH误差值达96%，4号管内径为15.7cm流距4.2m |
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