比速度とは
What
比速度(specific speed)って何?
比速度とは、ある水車を幾何学的相似に保ったまま縮小した仮想水車が、1mの落差で1kW出力するときの回転速度。
水車によって形状や大きさが異なりますので、能力を比較するために、条件が割り当てられています。
比速度の計算式
Ns=N×√Pt/H×√√H
Ns:比速度【m・kW】
N:水車の回転速度【/min】
Pt:水車タービンの出力【kW】
H:有効落差【m】
比速度が速いメリット
①水車を小型にすることができる。
Why?
比速度が速いということは、水車の回転速度が速い。
(上記の比速度の計算式より。)
その理由としては、慣性モーメントが小さいためである。
(慣性モーメントは、水車の半径の二乗に比例する。)
慣性モーメントが小さくなれば、水車を小型にすることができる。
②設備費を節減できる
Why?
水車を小型にすることで、副次的に建屋も小さくすることができ、設備費や建設費を節減することができる。
比速度が速いデメリット
①キャビテーションが生じやすくなります。
Why?
水車の種類によって、限界比速度が決められています。この比速度を超えると、キャビテーションが生じてしまいます。
②軸の機械的応力増加
Why?
回転速度が速くなることで、軸に働くトルクが増加します。
そのため、軸の機械的強度を高める必要がありますので、コスト増に繋がります。