2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Handy-type Hydraulic Turbine for Shallow Flow in U-type Gutter
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16K12654
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| Research Institution | Oita National College of Technology |
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Principal Investigator |
古川 明徳 大分工業高等専門学校, その他部局等, 校長 (30112410)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊川 裕規 大分工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (70321528)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 流体工学 / 流体機械 / ピコ水力 / 側溝 / 浅水流 / ダリウス水車 / 跳水 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、規格化された側溝の流下エネルギーを対象に、小型・軽量で携帯も可能な高出力水車の開発を目指した。これまで没水型水車として開発してきた入口ノズル付きダリウス水車の試験データを基に、側溝水力利用時に非没水型となることを考慮して、ダリウス翼弦長と回転ピッチ円半径との比が0.4で翼スパン長150mm、回転直径150mm、NACA0018形状の5枚翼から成る水車と絞り角30度で入口幅が回転直径の0.8倍となる入口ノズルを組み込み、その試作水車を幅400mm、高さ450mmの側溝を模した水路を用いて、次の調査項目について試験を行った。(1)非没水型として試作した水車の完全没水下での試験結果は、没水型水車で得られる性能より格段に低い。(2)水路傾斜角が少しでも付くと(>0)射流流下となり、水車付設により上流で「跳水」が生じる。(3)水車性能に及ぼす水路傾斜角の影響については、水路傾斜時の跳水開始点をもとにした水位差による性能評価はゼロ傾斜角時の性能に一致する。「跳水」が性能に及ぼす影響についての考察の必要性とゼロ傾斜角での性能試験で水車性能の評価が可能であることが知られた。(4)ゼロ傾斜角時の水車通過時の流水状況を見ると水車通過後に「超水」が生じていることが確認され、傾斜水路時の「超水」と同様に、性能評価時の水位差に「跳水損失」が含まれることが(3)の性能評価に傾斜角が影響しないことが解明された。(5)水車通過時と下流での非没水状況が性能に及ぼす影響を調べたところ、水車を通過した水が速やかに水車下部を通過し、非没水型を積極的に利用したほうが高性能となることが明らかとなった。(6)水車設置前の流下流速が持つエネルギーと設置時の出力の関係を整理し、ここに開発した水車が流下エネルギーの高出力化に極めて有効であることを示した。今後は高効率化に向けた最適水車構造について継続調査する.
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Research Products
(4 results)
