電験3種過去問【2018年電力 問2】
【水力発電】水車の比速度に関する記述《空所問題》
次の文章は、水車の比速度に関する記述である。
比速度とは、任意の水車の形(幾何学的形状)と運転状態(水車内の流れの状態)とを【(ア)】変えたとき、【(イ)】で単位出力(1kW)を発生させる仮想水車の回転速度のことである。
水車では、ランナの形や特性を表すものとしてこの比速度が用いられ。水車の【(ウ)】ごとに適切な比速度の範囲が存在する。
水車の回転速度をn[min-1]、有効落差をH[m]、ランナ1個当たり又はノズル1個当たりの出力をP[kW]とすれば、この水車の比速度nsは、次の式で表される。
\(\displaystyle n_s=n\frac{P^{\frac{1}{2}}}{H^{\frac{5}{4}}}\)
通常、ペルトン水車の比速度は、フランシス水車の比速度より【(エ)】。
比速度の大きな水車を大きな落差で使用し、吸出し管を用いると、放水速度が大きくなって、【(オ)】やすくなる。そのため、各水車には、その比速度に適した有効落差が決められている。
上記の記述中の空白個所(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)及び(オ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
(ア) | (イ) | (ウ) | (エ) | (オ) | |
(1) | 一定に保って有効落差を | 単位流量(1m3/s) | 出力 | 大きい | 高い効率を得 |
(2) | 一定に保って有効落差を | 単位落差(1m) | 種類 | 大きい | キャビテーションが生じ |
(3) | 相似に保って大きさを | 単位流量(1m3/s) | 出力 | 大きい | 高い効率を得 |
(4) | 相似に保って大きさを | 単位落差(1m) | 種類 | 小さい | キャビテーションが生じ |
(5) | 相似に保って大きさを | 単位流量(1m3/s) | 出力 | 小さい | 高い効率を得 |
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