Auslegung eines Rotors

 
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Re: Auslegung eines Rotors

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Gepostet: 13.02.2025 - 13:33 Uhr  ·  #21
So also war es gemeint. Musst Du schon schreiben!

Solche negativen Winkel entstehen eben, wenn man sklavisch für alle Profile den Anstellwinkel eingibt, der zuvor von XFoil für das beste Gleiten ermittelt wurde, allerdings für Streckung unendlich. Würde vielleicht sogar KI schaffen.

Ohne Korrektur mit menschlichem Sachverstand geht es eben nicht. Dann aber können recht gediegene Blätter raus kommen, oder?
FamZim
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Re: Auslegung eines Rotors

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Gepostet: 18.02.2025 - 19:21 Uhr  ·  #22
Hallo

Ja Menschlicher Sachverstand, das ist es ! und das beste gleiten bei SLZ von 5 ist eben nur 5 !
Segler erreichen da schon über 40 ,und für sowas wird das gleiten berechnet.
Gleiten bedeutet Energieverbrauch, bei Flugzeugen durch Sinkflug oder Motor ausgeglichen.
Ein Windrad soll aber Energie gewinnen und nicht verbrauchen, daher ist es ein föllig falscher Rechenansatz.
Ein Windrad "MUß" sich in die anströmende Luft hineinschrauben ansonsten wird das nix.
Also den Winkel für für die Schnelllaufzahl berechnen bei dem das Profil null Auftrieb hat und dann reduzieren um Vortrieb für das Drehmoment zu bekommen.
Im Aussenbereich ist ja die meiste Energie zu generieren.
Achtung 20 % Schlupf ist da auch noch dabei.

Gruß Aloys.
Che
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Re: Auslegung eines Rotors

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Gepostet: 19.02.2025 - 13:37 Uhr  ·  #23
Nur dass beim Segler mit Schnelllaufzahl 40 nur die Eigenreibung überwunden werden muss. Ein Windrad aber soll ja noch Arbeit leisten.
Möglicherweise gelingt es, einen sehr schmalen Zweiblättrigen für Nenn-TSR 20 aus zu legen. Im Leerlauf kann man dann mit 40 rechnen, allerdings ohne jegliche Energieabgabe.

Das wäre der rotatorische Vergleich mit dem Segler.

20% Schlupf ist die Annahme bei Propellern, nicht wahr?
Bei Windrotoren sind es aber 66%, denn bei der Verlangsamung des Windes um 2/3 sind nach Betz die größten Wirkungsgrade möglich.

Allein mit hausbackenen Vorstellungen wird man nie ein Windrad durchgeistigen!
FamZim
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Re: Auslegung eines Rotors

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Gepostet: 20.02.2025 - 18:52 Uhr  ·  #24
Hallo

Hallo
Mit TSR 40 hat man aber die Schallmauer überschritten, den Lärm kann Zackenband auch nicht dämpfen.
Der G muß dann ein fetter Motor sein.

Gruß Aloys.
Che
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Re: Auslegung eines Rotors

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Gepostet: 21.02.2025 - 09:43 Uhr  ·  #25
War doch nur ein Gedankenexperiment.
hans25
 
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Re: Auslegung eines Rotors

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Gepostet: 21.02.2025 - 10:01 Uhr  ·  #26
FamZim
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Re: Auslegung eines Rotors

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Gepostet: 21.02.2025 - 10:57 Uhr  ·  #27
Hallo

Das beste Gleiten ist ein Wert der bei sehr geringer Geschwindigkeit zum tragen kommt.
Das hängt auch mit dem geringsten Sinken stark zusammen.
Also bei Langsamflug, wo das Flugzeug noch grade sicher in der Luft ist.
Beim Segler sinkt dieser etwa 0,8 bis 1 m pro Sekunde, und kommt dabei etwa 40 m weit, so die Messungen.
Fliegt ER schneller benötigt er mehr Energie und sinkt stärker.
Sie fliegen mit bis zu 250 kmh und sinken dann so 3 bis 4 m pro sek ! kommt daher nur noch ~17.4 m weit pro m.
Also ist auch der Wert für bestes Gleiten nur 17,4 .
Es ist ein Wechselspiel und von 10 m Wind sind schon 4 m verbraucht um diese Geschwindigkeit bei zu behalten.
Es ist aber nicht das ganze Blatt mit dieser Geschwindigkeit unterwegs und alles ist schon wieder anders.
Mann kann die Blattlänge in Segmente aufteilen und diese einzeln berechnen.
Für eine Überschlagsrechnung genügt es aber bei 70 bis 75 % der Blattlänge zu berechnen das ist die allgemeine Rechnungsart wo es sehr genaue Ergebnisse gibt.

Gruß Aloys.
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Re: Auslegung eines Rotors

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Gepostet: 24.02.2025 - 16:25 Uhr  ·  #28
Windkraftnutzung hat aber nur bedingt etwas mit Flugmodellbau zu tun. Daher gehören solche Betrachtungen hier ansich nicht hin!
Windwirt
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Re: Auslegung eines Rotors

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Gepostet: 25.02.2025 - 20:16 Uhr  ·  #29
Zitat geschrieben von Che

Windkraftnutzung hat aber nur bedingt etwas mit Flugmodellbau zu tun. Daher gehören solche Betrachtungen hier ansich nicht hin!

Doch das hat viel damit zu tun, der Aufbau eines Flügel vom Flugmodell, lebt von der richtigen Auslegung . Und das kann zum Teil gut auf die Windkraft übertragen werden, am besten ist es wohl beim H3-Rotor
Carl
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Re: Auslegung eines Rotors

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Gepostet: 26.02.2025 - 16:55 Uhr  ·  #30
Aerodynamik an Segelflugzeugen hat sehr wohl etwas mit Windkraft zu tun und wenn dafür Beispiele aus dem Segelflug herangezogen werden so ist das aufschlussreich genug, ganz besonders dann wenn es so detailliert und mit kompetentem Fachwissen wie von Famzim im Thread eingepflegt wird.
Che
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Re: Auslegung eines Rotors

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Gepostet: 27.02.2025 - 09:08 Uhr  ·  #31
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FamZim
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Re: Auslegung eines Rotors

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Gepostet: 27.02.2025 - 17:10 Uhr  ·  #32
Hallo

Hier gehört alles hin was die berechneten Windräder zum Arbeiten bringt, und das ist der richtige, wirksame Einstellwinkel der Blätter.
Bestes gleiten ist auch nicht von Mir !! das ist durch die Schnellaufzahl fest gelegt.

Gruß Aloys.
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Re: Auslegung eines Rotors

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Gepostet: 28.02.2025 - 12:51 Uhr  ·  #33
Nenn-TSR mit bester Gleitzahl zu vergleichen ist aber falsch. Letztere ist auch bei Windkraftflügeln viel höher.
Außerdem hängt noch ein Generator dran.
Ist damit vergleichbar, wenn ein Segelflug Modell einen Bannerschlepp durchführt. Dann musst Du auch die Nase runter nehmen und damit die Gleitzahl senken, sonst stürzt es ab.
Carl
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Re: Auslegung eines Rotors

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Gepostet: 28.02.2025 - 13:24 Uhr  ·  #34
Dann müsste der Nenn -TSR zugleich mit dem Bremsfaktor der jeweils dranhängenden Last bzw. Bremsfaktor genannt werden weil letztere kein genormt feststehender Wert sondern von dranhängendem Bremsfaktor je nach Windrad variabel sein kann.

So als Nennung von TSR mit Einbezug der Bremslast kenne ich das noch nicht.

Ausserdem sagt es Aloys unten: "Ein Flugzeug braucht nur sein Eigengewicht zu tragen " Wenn das nicht auch schon eine Last ist die auf den Flügel einwirkt.

Ist der Nenn TSR keine Flügel - bzw. Profilbezogene Zuordnung bzw.ausschliesslich auf den Windrotor mit Generator etc. bezogen??
FamZim
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Re: Auslegung eines Rotors

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Gepostet: 28.02.2025 - 17:23 Uhr  ·  #35
Hallo

Warum soll den mit etwas gerechnet werden was nie eintrift ausser beim abreissen der Blätter.
Ein Flugzeug braucht nur sein Eigengewicht zu tragen ! da ist es schon wichtig wie weit es pro 1 m Höhe fliegen kann.(Gleitwinkel).
Die Blätter des Windrades sollen, je nach Windstärke , aber einen höheren Auftrieb und vor allem Vortrieb erzeugen, als Drehmoment getarnt.
Steht der "Einstellwinkel " beim Windrad auf max Gleitwinkel wird das nur max die Drehung erhalten und nicht beschleunigen wollen, wie ständig beim Anlaufen zu beobachten ist.
Ist der Winkel zu stark in den Wind gedreht erreicht das Windrad ewentuell aber nicht mal die angestrebte TSR im Lehrlauf.
Genau zwischen diesen beiden Winkeln liegt meiner Meinung nach der obtimale Arbeitspunkt.
Das wäre dann zwischen 12 ° und 0 °, und 6 ° liegt genau in der Mitte und da fliegt so schnell kein Flügel ab.
Dieser Winkel kann bis etwa zum halben Durchmesser bei behalten werden um den " Anströmwinkel " auf das Blatt zu erhöhen für ein grösseres Drehmoment.
Die meisten Profile vertragen das ja bis zu 10 % .
Sind Aussen nur 1 ° eingestellt muß der innere Bereicht diesen Antreiben , der dann zum Verbraucher wird.
Das ist möglicherweise der Grund warum die Kleinwindanlagen kaum mal an 30 % Wirkungsgrad heran kommen.

Gruß Aloys.
FamZim
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Re: Auslegung eines Rotors

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Gepostet: 09.03.2025 - 19:18 Uhr  ·  #36
Hallo

Wer gerne mal experimentieren möchte kann das mit einem Korken und drei grösseren Fogelfedern machen ( Kinderspielzeug).
Die Federn werden in kleine Löcher gesteckt wie bei einem Windrad.
Dann einfach in der Luft fallen lassen.
Verschiedene Winkel nacheinander einstellen und vergleichen was besser dreht , langsamer sinkt und so weiter, viel Spaas.

Gruß Aloys.
WL01
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Re: Auslegung eines Rotors

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Gepostet: 10.03.2025 - 08:08 Uhr  ·  #37
Ganz neu in der Forschung:
Haar-Propeller

Angeblich 30% effizienter und 10 Mal weniger Verschleiß. Allerdings derzeit nur bei Wasserpropellern getestet.
Carl
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Re: Auslegung eines Rotors

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Gepostet: 10.03.2025 - 08:09 Uhr  ·  #38
Hallo Aloys,

ein hübscher Gedanke um nicht nur Kinder näher an die physikalischen Geheimnisse in der Natur näher zu bringen.!

Prof.Dr. Wolfgang Bürger (RiP) machte das auch so in seiner Kolumne im Monatsjournal *Bild der Wissenschaft* in der er regelmäßig an Kinderspielzeugen mathematische Modelle erarbeitete.

Das ist lange her, etwa 30 Jahre, dennoch sind mir einige seiner Beiträge in Erinnerung geblieben und noch mehr davon habe ich gesammelt und aufgehoben.

Besonders hübsch fand ich den *Streifen Bumerang* der aus zwei festen Pappstreifen, etwa 15 cm lang und 3 maximal 4 cm breit, die über Kreuz mit einem dünnen Gummiring zusammengehalten werden so dass sie wie ein Bumerang mit 4 Flügeln geworfen und auf ihrem Rückweg (von einem sehr geübten Werfer) wieder aufgefangen werden können.

Die Spitzen der Pappstreifen werden einfach etwas umgebogen jede auf der gleichen Seite ein wenig in die gleiche Richtung so dass etwas Auftrieb erzeugt werden kann, wie bei einem Propeller.

Man kann, falls man für Deinen Vorschlag mit den Vogelfedern nicht die Gans im Hause hat (wie z,B. ich) diesen Streifen Bumerang auch als absinkendes Modell benutzen um die Umdrehungen und/oder die Sinkgeschwindigkeit je nach Winkel der umgebogen Fluegelspitzen zu beobachten.


Mit Federn, besonders mit großen lässt sich noch besser arbeiten, sie sind von der Natur schon optimiert für Deinen Versuch.

Ich könnte noch viele andere Beispiele nennen die Prof.Dr. Bürger zusammengestellt hat, leider geht das nicht alles auf einem Sitz zu bewältigen. Auch so sind meine Beiträge oft lang genug, 😀

a WL01: wenn man sich an das Gehabe des Influenzers gewöhnen kann und mental inn der Lage ist die Rosinen aus der Klugscheisserei herauszupicken ist das ein interessantes Video.

Allerdings ist das eigentliche Thema nicht ganz neu. Auch hier im Forum wurde an dem Problem gearbeitet - angefangen mit gezackten Folienstreifen die an Flügelenden geklebt wurden bis zur Nachahmung der Schwanzflosse des Buckelwales hat es dahingehend einige Vorstöße gegeben.

Fluggesellschaften die ihre Flotten neu *einkleiden* mit aufgeklebten Folien mit Mikro behandelter Rau-Oberfläche sind eines von einigen weiteren Beispielen für bereits angewandte Technik für bessere Strömungsbedingungen.

Schon in den 80er Jahren wunderte man sich über die ungehobelte Oberfläche der Flügel an der MIG.

Interessant auf jeden Fall, da ich den Influenzer dieses Videos schon öfter bei YouTube auf den Schirm bekommen habe und so ein wenig sein Schema erkenne - er sucht sich wo immer er was findet oft auch längst in der Fachwelt bekannte Themen um vor den weniger mit solchem Wissen betuchten Laien den dicken Max zu machen.
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