比速度とは、単位落差(1[m])で単位出力(1[W])を発生させるために必要な水車の回転数をいう。

問21 有効落差256[m]、最大使用水量11.5[m³/s]、周波数60[Hz]の水力発電所がある。水車としての効率86[%]の6ノズルペルトン水車を採用したとき、比速度は22.6[m・km]となった。このときの回転速度[rpm]はいくらか。

解答例　

問22 取水口水位が標高700[m]、放水口水位が標高400[m]の水力発電所があり、水車の水量は最大50[m³/s]である。この水車の比速度[m・km]はいくらか。ただし、損失落差は総落差の3[%]、水車効率は88[%]、発電機の極数は20、周波数は50[Hz]とする。

解答例

問22 周波数60[Hz]の水力開発地点でフランシス水車1台で設計すると、適切な回転速度が514.3[rpm]となった。同一地点でフランシス水車2台(ただし、同一規格とする。)にした場合の適切な回転速度[rpm]はいくらか。ただし、1台案、2台案とも、有効落差、発電所の最大使用水量及び水車効率は、同一値とする。なお、水車の出力をP[kW]、有効落差をH[m]、回転速度をN[rpm]、比速度をn_s[m・km]とすると、

解答例

比速度解答例

問21 この水車の出力P[kW]は

(有効落差さに流量の積であるので、[W]が計算される。)

この出力は6つのノズル分であるので、1台のノズル分の出力は

24812/6=4135[kW]となる。

RETURN

問22 有効落差H=(700-400)×0.97=291[m]

よって、水車の最大出力P[kW]は

P=9.8×50×291×0.88=125479[kW]

同期速度N[rpm]は

N=120×50/20=300[rpm]

よって、比速度N_sは

　RETURN

問22 題意より、発電機が1台の場合

2台の場合、出力Pは1/2となるから、回転数N[rpm]は

この値に最も近くてこれより低い同期速度になるのは、極数pが10の場合である。

RETURN

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