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根據(jù)流體力學(xué)可知，氣流的動能為：，
上式中m為一團(tuán)氣體的質(zhì)量，v為氣流速度。在1秒鐘內(nèi)氣流以速度v垂直流過截面積為F的氣體的體積為：
則體積為V的空氣質(zhì)量是：，上式中為空氣密度，其單位為公斤/米3。此時氣流所具有的動能為：。此式即通所用的風(fēng)能公式。
由上式可以看出，風(fēng)能與氣流通過的面積成正比，與風(fēng)速的立方成正比。因此，風(fēng)速的較小誤差，能引起風(fēng)能的較大誤差。
面積F可以看作是風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)一圈所掃過的面積，那么：
上式中D為風(fēng)輪直徑，所以：
但是風(fēng)輪只能把穿過它的風(fēng)能的一部分吸收變成機(jī)械能，故風(fēng)輪效能總是小于1。根據(jù)蘇聯(lián)沙比寧科學(xué)家計算，最理想的高能利用率為，但實(shí)際上只有0.4左右，一般將此稱為風(fēng)能利用系數(shù)，用表示。這樣，風(fēng)力機(jī)的實(shí)際功率應(yīng)乘，即：
在標(biāo)準(zhǔn)大氣下，＝1/8公斤力秒3/米，代入上式：。
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