効率の良い水車を考えていたのですが羽根の枚数は何枚が一番効率が良いのかと疑問に感じたのですが水量によっても変わるし、1枚1枚の羽根の形状でも変わる。また円形である事もあり中心より外側に水がたまりやすい方がモーメントが大きいなど最高の効率は何なんだろう？と…そこから哲学的にベストは上限（制約）があってこそ存在することであって制約（前提条件）が無い状態ではベターしか無理なのかなと思うのですがどう思いますか？水車に戻ると水量が決まっていたらベストもあるかもしれないし、はたまた条件（水量）だけではベストまで絞りきれないかも？水量や高さが決まっていない状態ではベターですかね？

最も効率の良い水車とは 利用する水力エネルギー:Ei [W]

=g [m/s2] *γ [kg/m3] *Q [m3/s] *H [m]

ここで g:重力加速度、γ:水の密度、Q:使用水量、H:有効落差 から得られる

回転エネルギー:Eo [W] =T [Nm] *ω [rad/s] が最大になる水車です。

ここで T:回転トルク、ω:角速度



私は 電力会社の水力部門で 長期間 数多くの水車やポンプ水車の開発に従事しました。海外においても10箇所程度の水力開発を経験しました。でも 効率の良い水車を検討するには メーカにお願いするのが最良だと思います。

メーカでは 模型水車を作り、その性能試験を行う模型試験実施設備も 保有されているのは有力なメーカしかできないからです。

水車には 大きく分けて ペルトン水車やターゴインパルス 等の衝動水車と

フランシス水車、デリア水車、カプラン水車 等の反動水車 が 代表的ですが、

両方の特徴を利用する クロスフロー水車もあります。

衝動水車では 流水の速度エネルギーを最大限 利用する必要があるため、衝動源である水流の回転半径を大きくすると共に、衝動水のスムーズな排水方法が 重要です。

反動水車は 圧力水の作用する作用面と 消費後の水流の排水側である反作用面のおける圧力差により発生する回転力を利用するので 水車内の形状を流体力学に基づく最適な形状を追求することになります。

いずれにせよ 水車には 長年の技術蓄積がありますので、一般人が 最適形状を見つけるのは 非常に困難であるとご理解ください！