Zitat geschrieben von Constant
Hallo alle zusammen
Also die Luft ist wohl immer die Gleiche, aber jeder weiss, dass wenn sich die Geschwindigkeit ändert, sich auch IRGENDETWAS an der Luft verändern muss. Nicht umsonst haben Militärflugzeuge andere Profile als z.B. Segelflugzeuge. Das hat mit der Reynoldszahl zu tun, und die kann man einfach ausrechnen. Weil für uns nur die Bodennähe wichtig ist, ist der "Zähigkeitsfaktor" der Luft 70. Jetz brauchen wir nur zu multiplierzieren: Seibzig * die Windgeschwindigkeit in m/sec * die Flügellänge in mm. Uff!!! die FLÜGELLÄNGE? Aha; Wir merken ein Breiterer, Schmalerer, Grösserer oder Kleinerer Flügel hat eine andere Reynoldszahl. Nicht jedes Profil ist gut bei allen Geschwindigkeiten. Deshalb sollten wir auf jeden Fall Flügelprofile nutzen, welche geeignet sind für geringe Geschwindigkeiten, sprich Reynoldzahlen. Einige sind z.B. besonders gut geeignet bei keinen, schmalen Flügeltiefen und bei geringen Windgeschwindigkeiten. Es sind zum Beispiel diejenigen Profile welche von Modellflugzeugpiloten in ihren Wettbewerben eingesetzt werden. Ich benutze mit Vorliebe schon seit Jahren Eppler Profile Z.B die 193/195/197 Serie, welche ich im Nabenbereich (weil zu dünn) zusätzlich proportional verdicke.
So, noch mal kurz zurück zum Reynoldsfaktor. Die "Rechnung" sagt es ganz deutlich. Will ich z.B. in einem Windkanal ein Modell von einem Flügelrofil testen, welches im Masstab 10 mal kleiner ist als später der richtige Flügel, bekomme ich nur ein richtiges Ergebnis, wenn ich die Luft im Windkanal mit 10 fach höherer Geschwindigkeit anblasen. Dann habe ich genau den gleichen Reynoldfaktor.
Gruss
Constant
Also, lieber Constant, kann Deinen Ausführungen nur bedingt folgen.
Erstens ist es schon gewagt, in einer Gleichung die Maßeinheiten m und mm gleichzeitig zu verwenden, es sei denn, der Umrechnungsfaktor ist mit enthalten. Die kinematische Viskosität für Luft bei Normaldruck und 20°C ist nach meinen Quellen 15*10EXP-6. Dsw. ist nicht mit der Windgeschwindigkeit, sondern mit der Anströmgeschwindigkeit zu multiplizieren, was uns entgegen kommt. Diese ist bei Vw 3m/s und Schnelllaufzahl 3 immerhin 9,5 m/s. Dann ist bei der Re-Zahl in erster Linie die Profilbreite, auch Tiefe genannt, wichtig, nicht die Länge.
Sehr prägnant und kurz ist das in diesem Link dargestellt, und auch die Problematik erklärt:
http://www.springerlink.com/co…pdf?page=1 (Bei Viskosität beim Exp. „–„ Vergessen)
Bei Reynolds-Zahlen etwa unter 100.000, hier bei 80T/60T – es gibt eine Hysterese - erfährt die Grenzschicht einen Wandel von turbulent zu laminar mit unangenehmen Folgen. Der Auftriebsbeiwert sinkt sprunghaft um 30 bis 40% und der Widerstand steigt auf 250%.
Wie sich NACA0018 – wichtig für Darrieusläufer- verhält, kann der Geübte hier erfahren, ab S.32
http://www.library.unsw.edu.au…ndices.pdf ( 14 MB!, engl.) Wem das zu stressig ist, sei verraten: Es verhält sich ähnlich.
Damit die Re-Zahl mit einem gewissen Sicherheitsabstand nicht zum Umschlag führt, errechne ich beim o.g. Geschwindigkeitsbeispiel eine
Mindestbreite der Flügel von etwa 16 cm. Bei Horizontalachsern bereits für die Blattspitze, zur Nabe ansteigend, bei Vertikalen für das gesamte Blatt.
Das sind natürlich Maße, die nicht mehr zu kleinen Modellen passen, nicht mal zum D. von einem Meter. Beim Darrieus mit 2 Flügeln eher zu 2m, nach meinen Berechnungen.
Die Konsequenzen teilen sich in 2 Bereiche.
1. Wie teste ich kleine Modelle von größeren Anlagen, die ich bauen will?
2. Wie bekomme ich kleine Anlagen trotzdem einigermaßen zum Laufen?
Zu 1.
Wer von einer 3m-Anlage erst mal ein Kleinmodell mit D 0,5 m bauen will und nur Ventilatoren als Windquelle hat, und seinen es auch 4 Stück in Matrixanordnung (für sekrechte) hat schlechte Karten. Das zeigt der Link hier
http://www.windturbine-analysis.netfirms.com/index-test.htm . Entspricht übrigens dem Eingangslink vom Thema, nur etwas weiter geschaltet.
Für solche Fälle empfehle ich den
Test im Wasser. Da ist die Re-Zahl automatisch um den Faktor 15 höher, weil die Viskosität etwa 1/15 ist. Selbst wenn man mit 1/10 Geschwindigkeit fährt, bleibt die Re-Zahl noch um den Faktor 5 erhöht.
Damit wurde selbst ein Modell von einem senkrechten Kuriosum, zu sehen in meinen Webseiten unter Windkraft, mit den Maßen D200x200x100 (mm) munter.
Zu 2.
Wessen Kleinanlage, und selbst größere noch beim Start, nicht das tut, was sie soll, und es an der Re-zahl liegt, der kann folgendes anwenden. Turbulatoren oder rauen Strukturlack, der wie Sandpapier antrocknet. Dazu folgender Link
http://www.czepa.at/turbulenz.html Strukturlack finde ich am elegantesten.
Über die nötige Dicke von Turbulatoren in Abhängigkeit vom Anbringungsort (ich würde immer die Stelle der größten Profildicke nehmen), habe ich eine entsprechende Quelle auf meiner Homepage beschrieben:
http://www.angeo-privat.gmxhome.de/Windkraft/Grundlagen , Gliederungspunkt 4.
In wieweit bestimmte Profile, lieber Constant, bei kleinen Re-Zahlen funktionieren, dazu wären Quellen interessant. Diese speziellen genannten sind offensichtlich aber mehr für Horizontalanlagen, obwohl es beim Darrieus einen Versuch mit asymmetrischen wert ist. Eventuell sogar mit Saugseite nach innen, wie meine Zeichnungen zum Darr.-Prinzip als Schlussfolgerung zulassen.
Für Darr. unabdingbar: Hohe Anstellwinkel müssen vertragen werden. Deshalb Profildicke nicht unter 18%, besser 20, schon wegen der Stabilität. Hubschrauberblätter haben wohl viel weniger, oder?
Eins ist aus meiner Sicht
nicht sinnvoll, und deswegen habe ich mich mit dem Stifter des Themas schon in der Wolle gehabt:
Die
errechnete Profilbreite zur Auftriebskorrektur einfach
vergrößern, insbesondere nicht beim Darrieus. Sinkt doch damit die Schnelllaufzahl, was die Re-Zahl noch weiter in den Keller treibt. Außerdem gibt es Strömungsabrisse.
Ich bin mir sicher, das kleine Modell oben im englischsprachigen Link wäre aus letztgenanntem Grunde mit den breiten Flügeln auch nicht aus dem Knick gekommen, selbst wenn die Re-Zahl in Ordnung gewesen wäre. Oder anders: Bei vielen Darrieus sind die Flügel zu breit. Gruß, A.
aber nun
