解答
公式標準解答
- キャビテーションの発生メカニズムについて 200 字程度で述べよ。
- 運転中の水車（又はポンプ水車）は各部の流速、圧力がそれぞれ異なる。ある点の圧力がそのときの水温における飽和蒸気圧以下に低下すると、その部分の水は蒸発して水蒸気となり、流水中に微細な気泡が発生する。この気泡が周囲の水とともに流れて圧力の高い部分に達すると突然つぶれ、その瞬間に非常に高い圧力が生じる。この現象をキャビテーションという。
- キャビテーションが発生した場合、運転中の機器に与える影響を二つ挙げ、合わせて 30 字程度で述べよ。
- 以下の機器に与える影響から二つ記載されていればよい。
- 流水に接するランナ羽根に壊食が生じる
- 水車効率が低下する
- 振動・騒音が発生する
- キャビテーションを抑制するために、発電所を設計するうえで考慮すべきこと及び水車の設計・製作上で考慮すべきことを合わせて 200 字程度で述べよ。
- キャビテーションを抑制するために、設計上、最も重要なのは吸出し高さの選定であり、吸出し高さを低くすることが効果的である。
これに加えて、プロファイルゲージ等を用いてランナ羽根の形状を適切に整形し、表面を平滑に仕上げることも重要で、水の流れがランナ表面から剥離しないことでのキャビテーションの抑制が期待できる。
- 運用開始後に点検等でキャビテーションを確認した場合、運転上実施すべき対策を 30 字程度で述べよ。
- 部分負荷運転の下限値を上げることでキャビテーションの抑制を図る。
解説
水車のキャビテーションに関する論説問題で、過去の類題も多く解答しやすい問題です。確実に得点源としたい問題です。