73巻5号

研究論文

らせん水車を用いた農業用水路におけるピコ水力発電システムの最適設計と実証試験

岡村鉄兵・高野雅夫・水野 勇・鈴木和司・瀧本裕士・宮崎平三

キーワード: らせん水車,ピコ水力,自然エネルギー,農業用水,水力発電

 

 らせん水車は戦前,富山平野を中心に農作業などの動力源として利用されていた。本研究ではらせん水車の半没水状態における力学モデルを構築し,モデルの計算結果と発電機の特性データを用い,最適な増速比を有するらせん水車によるピコ水力発電システムの設計を試みた。さらに実証試験を行い,力学モデルを用いたらせん水車発電システムの最適設計方法の有効性を検証した。実証試験では,与えられた負荷抵抗値ごとの電圧,電流,回転速度を計測し,結果は発電機の特性データ範囲内のほぼ全ての条件でモデルによる計算の予測範囲内となった。

米粒形状モデルによる水分拡散係数の決定

佐藤はるか・田中史彦・内野敏剛・ペレズ ジョナサン・源川拓磨

キーワード: 白米,吸水,含水率,水分拡散係数

 

 米粒の浸漬による吸水は拡散現象の理論を基に解析することができる。本研究では米粒の形状を正確に模した吸水解析モデルを用いて,米粒形状に基づく水分拡散係数の決定を行った。米粒の連続切片画像を用いて3次元の米粒形状モデルを構築し,浸漬水温25,35,45℃での吸水実験の結果から,各浸漬水温における水分拡散係数を得た。得られた水分拡散係数はアレニウス型の温度依存性を有することが確認された。また,米粒形状を無限平板および球体と仮定して得られた水分拡散係数と比較した結果,米粒形状モデルによって得られた水分拡散係数の値は両モデルより小さな値を示した。さらに,拡散係数を温度と含水率の関数とする吸水解析を行ったので報告する。