Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 
Carl
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 22.11.2008 - 09:10 Uhr  ·  #181
@ Uli wegen der Frage wie ich zu dem Einfluegler gekommen bin: Ganz einfach: Ein Orkan in Galdar auf Gran Canaria hatte die Fluegel - es waren vorher zwei davon vorhanden - bei losgerissenem Bremsseil total verbogen, sie waren durch Fliehkraft nach aussen abgewinkelt, liefen aber noch weiter! Es war lebensgefaehrlich, ich musste zurueck ins Haus, wo auch noch die Waende wackelten wegen der rasenden Lastwechsel Des Rotors auf dem Dach. Ich musste es aussitzen, an einen Versuch, den Rotor abzubrensen war garnicht zu denken wenn man nicht gekoepft werden wollte! Um nun spaeter nach abgeklungenem Unwetter die Fluegel wieder geradezubiegen, demontierte ich beide und nachdem ich sie zusaetzlich nochmals verstaerkt hatte (fuer den naechstenSturm :) )montierte ich zunaechst nur einen Fluegel auf den Tragarm. Ich konnte ja nicht beide gleichzeitig anschrauben! Der Einfluegler war also, wie so vieles andere auch bei der Erfinderei ein reiner Zufall! Mein Erstaunen war unermesslich, als sich der Rotor dann mit nur einem Fluegel in Bewegung setzte und dies sogar mit zugeschaltetem kurzgeschlossenem, also stark abbremsenden Generator! Immerhin war das ein Schweissgenerator mit 18 fast faustdicken Magneten und etwa 70 kg schwer, den ich mangels eines professionellen Ringgenerators (wie sie fuer langsame Rotordrehzahlen geeignet sind, wenn man auf ein energiefressendes Uebersetzungsgetriebe verzichten will) auf meinen Windturm mit dem H-Rotor installiert hatte. Da ich sah, dass die Versuchsanlage mit nur einem Fluegel auch funktionierte, liess ich sie erst mal so laufen und brachte nur noch ein Kontergewicht auf der Gegenseite an. Mein Hintergedanke dabei war es, dass ich so einen Reservefluegel zur Verfuegung haben wuerde, nach der naechsten vorherzusehenden Havarie, mit der man bei Windkraftanlagen immer rechnen muss. Es gehoert schon viel Erfahrung dazu, eine Anlage so zu bauen, dass sie einen Sturm im Betrieb uebersteht. Eigentlich ist es sogar unmoeglich sowas zu bauen, viel zu teuer, besser ist es, wenn man eine gute Abbremsung hat, mit der bei zuviel Wind alles stillgelegt werden kann. Ich hatte ja nur ein Seil zum Festbinden, und manchmal ging da bei der Zottelei im Sturm ungewollt der Knoten auf! Meine Erfahrung mit dem Einfluegler war es dann, dass dieser ziemlich rund zu laufen schien und dass - zumindest bei meinem Turm - die Lastwechsel ein guenstigeres Schwingungsverhaeltniss fuer diesen aufwiesen. Beim einem Umlauf waren es dann nicht zwei sondern nurmehr ein Wechsel, was Turm und Lagerung anscheinend leichter auffangen konnten. Wird man statt zwei Fluegeln derer
drei oder mehr nehmen, so ist zwar bei wahrscheinlich auch bedeutend mehr Drehmoment mit einem ebenso oder noch besserem ruhigen Lauf zu rechnen, was mich jedoch an dem Einfluegler fasziniert hatte war eben der geringere Bauaufwand und erst in zweiter Linie die etwas bessere Schnelllaeufigkeit. Nochmal @ Uli! Wenn Du beruflich Messungen an Wasserturbinen machst, so wird Dich unter Umstaenden interessieren, dass der durchstroemte Fuegel auch unter Wasser funktioniert. Noch besser als kompakte Fliesswasserturbine duerfte aber der Savonius-Rotor dafuer geeignet sein. Den habe ich einmal in einem Bewaesserungsgraben auf einer Bananenplantage bei eine Fliessgeschwindigkeit von etwa 1 m pro Sekunde unter Wasser ausprobiert und war total Baff gewesen wegen der unglaublichen Drehkraft die sich da entwickelte, ich konnte das Ding kaum festhalten, obwohl mein Versuchsmodell kaum groesser als eine mittlere Konservendose war! Also: Das lohnt sich moeglicherweise auch fuer ungestaute Gewaesser in natuerlichen Stroemungen, man braucht da ja auch keine grossen baulichen Massnamen, einen Savoniusrotor kann man leicht von einem verankerten Floss oder sonst einem Schwimmkoerper in eine Stroemung einbringen und so Energie erzeugen.
BerndH
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 22.11.2008 - 10:44 Uhr  ·  #182
@ Uli
Zitat
Mir kommt die mechanische Leistung deiner Messung für die geringe Drehzahl recht hoch vor. Hast du dich vieleicht um eine Zehnerpotenz vertan? Mein Einflügler drehte mit ca. 120 U/min bei ca. 3...4 m/s.

Hallo Uli
Das könnte durchaus sein, denn ich bin noch nicht wieder so firm im Formelwerk wie ich es vor 30 Jahren mal war.

Bei meinen Berechnungen bin ich davon ausgegangen, das 1NM einer Gewichtskraft von 102 Gramm an einem 1m langen Hebel entspricht,
oder anders ausgedrückt 1Kg an einem 1m langen Hebel entspricht ca. 9,80665 NM.

Ich gebe Dir mal meine ermittelten Werte zum Nachrechnen durch.

Hebellänge an der die Abstützkraft gemessen wurde = 7,5cm (gemessen ab Rotorachsmitte)
Abstützkraft waren 60 Gramm
Umdrehungen waren 1 U/sek

Ich benutzte folgende Formeln :
Die Leistung bei einer Drehbewegung ergibt sich zu

P = M * ω

P= Leistung in W, M = Drehmoment in NM, ω = Winkelgeschwindigkeit
Die Winkelgeschwindigkeit ω erhält man aus der Drehzahl n gemäß:
ω = 2 pi mal n. Die Drehzahl wird in Umdrehungen pro Sekunde angegeben.

Damit ergibt sich für die Leistung

P = M * 2pi * U/sek

Ich hoffe das ich damit richtig liege ? :roll:

EDIT:
Ich habe gerade noch mal nachgerechnet und komme nun auf 0,282W,
ich bin jetzt etwas verwirrt... ich bitte mal um Überprüfung.
Tobi
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 22.11.2008 - 14:42 Uhr  ·  #183
Hi Bernd,

Ich nehm lieber die hier:

P = M x n / 9550
[KW] = [Nm] x[min^-1] / 9550

Kommt eher aus dem KFZ Bereich.
Damit komm ich aber auch auf 0,282W.

Gruß
Tobias
BerndH
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 22.11.2008 - 16:51 Uhr  ·  #184
Hmm...
Angesichts der Tatsache wie das Ding aus dem Stand beschleunigte, trotz relativ grosser Masse ist das schwer nachvollziehbar das das
nur kaum mehr als 1/4 W gewesen sein soll was ich in dem Augenblick der Messung dem Rotor entnahm.

Ich muss nun unbedingt eine besser funktionierende Bremse bauen, es wird eine mechanische werden.
Dann werde ich nochmal messen und mit einem Savonius vergleichen, den ich auch schon fertig habe.

"Leider" wurde ich gerade schon wieder eingeladen zum Grillen in einer beheizten Grillhütte samt feuchtfröhlichen Abend.... Man kommt zu nichts :)
arcobär
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 22.11.2008 - 17:24 Uhr  ·  #185
Hallo Bernd,

deine Formel und Berechnung ist korrekt. Der Wert von 0,28 W ist auch recht plausibel und auch gar nicht schlecht, denn du musst bedenken, dass die Rotorfläche nur 0,25 m2 beträgt und die Windgeschwindigkeit bei 1U/s des Rotors nicht sehr hoch war (geschätzt ca. 2m/s im Mittel).
Bernd, ich bewundere immer wieder deinen Elan, mit dem du an allen Fronten gleichzeitig kämpfst.

Gruß Uli
BerndH
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 22.11.2008 - 17:32 Uhr  ·  #186
Danke Uli
Dabei dachte ich du machst mich nun "fertig" nachdem ich mich zunächst verrechnet hatte. :D
Gut das es unser Forum gibt und das die eigenen Angaben dort nochmal überprüft werden!

Jetzt muss ich aber mal los zu meinem Neffen und seiner nordischen Grillhütte "Kota". 😉
arcobär
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 22.11.2008 - 18:51 Uhr  ·  #187
Hallo,

ich habe mir noch mal Gedanken zur Untersuchung des durchströmten Profils gemacht.

Carl, Du hast ja Recht, eigentlich brauchen wir keine Hochschulen oder Institute. Da die Berechnung des durchströmten Profils nahezu unmöglich ist, stützt sich die Untersuchung hauptsächlich auf Experimente und Messungen, die wir auch selber machen können.
Wir sollten nur nicht jeder wild drauflos experimentieren, sondern dabei planmäßig vorgehen.

Um unsere Ergebnisse vergleichen zu können, sollten wir uns, wie bereits von Bernd vorgeschlagen, auf eine bestimmte Modellgröße einigen. Die von ihm vorgeschlagene Größe von 50 cm Durchmesser und 50 cm Blattlänge sehe ich auch als brauchbar an. Bei größeren Modellen hat man Schwierigkeiten mit der entsprechenden Winderzeugung und bei kleineren Modellen beeinflussen die Reibung der Rotorlagerung und die Strömungsbeeinflussung der Flügel untereinander schon zu stark das Ergebnis.

Ich möchte euch gerne folgenden Arbeitsplan vorschlagen, über den wir gerne noch diskutieren können.

1. Untersuchung des Einflusses der Blattzahl auf das Drehmoment und die Drehzahl/Schnelllaufzahl

Die Untersuchungen sollten wir mit einem „normalen“ Flügel, Blatttiefe z.B. 10 cm und Vorflügelumfang 5 cm, für 1, 2 und 3 Flügel durchführen. Dabei stehen die Ermittlung der entsprechenden Faktoren und nicht unbedingt die absoluten Werte im Vordergrund.

2. Untersuchung des Einflusses der Flügeldimensionierung und Flügelgestaltung auf das Drehmoment, Drehzahl/Schnelllaufzahl und Wirkungsgrad

Hier sollten wir uns die von Dir, Carl, zufällig entdeckten guten Rundlaufeigenschaften des Einflüglers, die ich bestätigen kann, zu Nutze machen, und diese Untersuchungen grundsätzlich mit einem Einflügler durchführen. Das spart viel Zeit und Aufwand.

Untersucht werden sollte der Einfluss

- der Profilform (gerade oder gekrümmt)
- der Blatttiefe und des Vorflügelumfanges
- der Vorflügelform
- des Abschlusses des Vorflügels und der Flügelendkappen


3. Entwurf eines optimalen Flügels unter Verwendung gängiger Materialien

4. Bau eines Rotors mit dem optimalen Flügel und Ermittlung der Leistungswerte

Sollten sich große Differenzen bei unseren Messungen ergeben, werde ich versuchen den Rotor unter Wasser „professionell“ zu vermessen und die Ergebnisse auf Windverhältnisse umrechnen.

5. Auswertung der Ergebnisse und Dokumentierung


Meint ihr, dass wir das schaffen?

Ein Problem wird nur das Zurückhalten von unserem Bernd sein. Er ist sonst schon fertig, bevor wir überhaupt angefangen haben.

Gruß Uli
Carl
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 22.11.2008 - 21:41 Uhr  ·  #188
Uli, das wird sehr spannend. Ich finde zwar, dass Ihr schon professionell - wie Wissenschaftler eben - vorgeht, ich meine die Sache mit den Formeln und so und vergleichende Messungen, das gehoert ja wohl auch zur wissenschaftlichen Knochenarbeit dazu. Fuer mich muesst Ihr das spaeter noch extra uebersetzen! Ich meine = einfach sagen, wie schneidet unser durchstroemter Fluegel ab. Das verstehe ich. Uebrigens - da habe ich doch mal gelesen, dass auf einer englischen Uni mit einer Hochgeschwindigkeitskamera und einer Rauchspur im Windtunnel bewiesen wurde, dass Schmetterlinge fliegen koennen. Vorher waren gestandene Aerodynamiker ja davon ausgegangen :idea: , dass so einige Insekten sich eigentlich nicht mit ihren relativ schweren Koerpern (Kaefer, Fliegen) und Fluegeln ohne aerodynamische Profile (Schmetterlinge, Motten) in die Luefte erheben und dort auch noch eine derart unglaubliche Akrobatik ausueben duerften - nach den vorher bekannten Regeln und Gesetzen der Aerodynamik jedenfalls unmoeglich. Aber Du hast vollkommen recht, das Wichtigste ist erstmal die vergleichende Messung mit den von Dir vorgeschlagenen Parametern. So kommt man zu einem guten und praktischen Ergebniss. Das andere ist sehr anspruchsvolle Grundlagenforschung und geht vielleicht ein wenig ueber das Forumsziel (Klein windanlagen) hinaus. Na ja, vielleicht. Ja, ich bin sehr gespannt, was dabei herauskommt. Carl
Windikus
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 23.11.2008 - 11:04 Uhr  ·  #189
.... getreu dem Motto:

"Alle sagten: Das geht nicht. Dann kam einer, der wusste das nicht und hat's gemacht...." :D
arcobär
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 23.11.2008 - 11:57 Uhr  ·  #190
Hallo Carl,

mehr als vergleichende Messungen, eine experimentelle Flügeloptimierung und die Ermittlung der Leistungswerte an einem optimierten Rotor sind im Rahmen des Forums leider nicht machbar. Ich denke aber, dass damit schon eine recht gute Beurteilung des durchströmten Profils möglich ist.
Untersuchungen zu den Strömungsverhältnissen sind nur im Rahmen eines Forschungsthemas möglich. Für die Beantragung ist es immer vorteilhaft, wenn man schon gewisse Ergebnisse vorweisen kann
Bei uns in der Schiffbau-Versuchsanstalt wird auch geforscht und entwickelt, vor allem im Auftrag der Industrie. Schmetterlinge haben wir noch nicht untersucht, die wären auch im Wasser ertrunken. Wir haben aber auch schon den Strömungsverlauf an Robben, keine lebenden sondern tiefgefrostete, untersucht. Da Raucheinblasen im Wasser nicht funktioniert, messen wir mit einem Laser die Geschwindigkeit von Partikeln, die wir vorher dem Wasser zusetzen, auf und errechnen daraus die Strömungsverhältnisse. Eine Abteilung bei uns beschäftigt sich schon seit vielen Jahren nur mit der Berechnung von Strömungsverhältnissen an Propellern, Düsen, Rudern und Schiffskörpern und hat inzwischen schon einen beachtlichen Stand erreicht. Irgendwann werden Messungen überflüssig werden.
Da Windkanalmessungen relativ teuer sind, werden bei uns auch immer wieder aerodynamische Versuche im Wasser durchgeführt. Wir haben schon die Strömungsverhältnisse an Rotornaben von Großwindrädern und an Flugzeugen im Modellmaßstab untersucht und bis zu einem Maßstab von 10 sehr genaue Ergebnisse erzielt.

Gruß Uli
Carl
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 23.11.2008 - 12:14 Uhr  ·  #191
Toll, Uli. Bisher hatte ich keinen richtigen Mut, um in Wikipedia den Artikel: Durchstroemter Fluegel auch nur anzufangen. Auch dafuer ist das Vorhaben hier ein Schritt nach vorne. Man muss dort schon handfestes vorweisen koennen, nicht nachgewiesenes kann leicht von anderen Nutzern dort geloescht oder beanstandet werden. Ganz lustig, das mit dem Macher! Sowas soll vorkommen! Carl
arcobär
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 23.11.2008 - 13:47 Uhr  ·  #192
Wir sollten uns auch im Vorfeld keine zu großen Gedanken über die absolute Genauigkeit der Messungen für unsere Rotorgröße machen, denn die spielt für Vergleichsmessungen eine untergeordnete Rolle.
Für die abschließende genaue Leistungsbestimmung am optimierten Rotor können wir als Referenz auch NACA0018- Profile verwenden, für die Wirkungsgradwerte in der Literatur angegeben werden.
Ich habe bereits 3 NACA0018-Profile mit 10 cm Blatttiefe und 50 cm Blattlänge liegen. Vielleicht verwendet ihr dann die gleichen Abmessungen.

Gruß Uli
BerndH
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 23.11.2008 - 23:08 Uhr  ·  #193
Hallo an alle.
zunächst mal ein paar Neuigkeiten vom Teststand, leider nichts besonderes.
Forum/phpBB2/viewtopic.php?p=9335#9335

@ Uli
Im Prinzip habe ich mir das genau so vorgestellt wie du es beschrieben hast.
Also verschiedene Flügelformen, Grössen, Anwinklungen etc.
Das ganze unter reproduzierbaren Bedingungen, nicht jeder wild drauf los.
Man könnte und müsste eine einheitliche Vorgehensweise abstimmen.

Derzeit macht mir "der Wind" noch etwas Kopfzerbrechen. Hier muss noch eine günstige Lösung gefunden werden wie man sagen wir knapp 1m² Wind
mit einer gleichmässigen Verteilung und wenig Turbulenzen erzeugen kann.

Ich sehe derzeit die Luftströmung die man zum testen benutzt also grösste Fehlerquelle bei Vergleichsmessungen an verschiedenen Teststandorten,
neben der Reibung innerhalb des Teststandes, die wirklich extrem niedrig sein MUSS bei den kleinen Leistungen.
Das ist ein echtes Problem !!

Für mich persönlich faviorisiere ich derzeit einen "Windgenerator" aus 4 Stück Tischventilatoren von dem Modell, das ich derzeit als Einzelgerät einsetze.
Es handelt sich um einen Tischventilator der Supermarktkette "Real" den es bei uns für ca. 15 Euro zu erwerben gibt.
Rotordurchmesser (nicht Gehäusedurchmesser) sind 40cm.
4 Stück davon wären gerade noch finanziell erträglich würden aber sicher einen prima quadratischen Luftstrom generieren, den ich durch
einen einfachen "Strömungsgleichrichter" weiter verbessern möchte.

Alle Massnahmen zusammen dürften eine Testmöglichkeit ergeben die kaum Wünsche offen lässt und vielleicht schon als
semiprofessionell bezeichnet werden kann und auch durchaus recht genaue Ergebnisse liefern sollte.
Der Preis für sämtliche Teile dürfte in der Gegend von ca. 150- 250 Euro liegen, da ist dann aber auch alles dabei,
auch die Messtechnik und die Ventilatoren, Fahrradtacho für die Drehzahl etc.

Ich habe vorhin meinen 25 x 50cm Savoniusrotor im Vergleich mit dem durchströmten 50 x 50cm Rotor mit 3 Flügeln gemessen.
Die Absolutwerte sind noch mit Vorsicht zu geniessen, weil mein Messaufbau sein Endstadium noch nicht erreicht hat.
Ich wollte aber Gewissheit wie der Savonius im direkten Vergleich zum "durchströmten ala von Canstein" liegt.
Also :
einfacher Savonius 25 x 50cm = 1/8 m² die Messung ergab 0,188W
unter genau den gleichen Bedingungen kam dann der durchströmte zum Einsatz (noch ohne Endkappen, die sicher Vorteilhaft wären):
3 Flügel druchströmt 50x50cm = 1/4m² die Messung ergab 0,42W

Nehmen wir die Leistung des Savonius aufgrund seiner kleineren Fläche x 2 ergibt sich :
Savonius = 0,38W und durchströmter = 0,42W

Wichtig und zu beachten!
Der Savonius hat aufgrund seiner kleineren Fläche vermutlich einen besseren "Erntegrad" aus der schmalen
Luftströmung meines einzelnen Tischventilators. Mein durchströmter Rotor ist eigentlich viel zu gross für den einzelnen Ventilator und
wird nicht wirklich ganzflächig angeströmt.
Man müsste also noch was vom Ergebnis des Savonius abziehen.
Beim durchströmten fehlten noch die Endkappen die sicher noch einige Prozente bringen würden,
also müsste man beim durchströmten noch Leistung hinzurechnen.
Mithin würde sich das Ergebnis vermutlich weiter positiv für den durchströmten verschieben.

Ich glaube wir sind auf dem richtigen Weg :D
Carl
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 24.11.2008 - 09:05 Uhr  ·  #194
Hallo Bernd! Ich weiss jetzt nicht genau, ob es fuer Deinen Messstand einen Wert hat, aber weil doch die Anschaffung solcher Ventilatoren und der restlichen Teile empfindliche Kosten aufwirft, will ich mit einer anderen moeglichen Loesung nicht hinter dem Berg halten. Ich habe das aus einer Zeitschrift, wahrscheinlich BDW (Bild der Wissenschaft), in der von einem Professor (und jetzt schaeme ich mich sehr, seinen Namen aus dem Kopf nicht erinnern zu koennen, meine gesammelten Baende der Zeitschrift sind auch noch verpackt, ich komme nicht daran um seinen Namen hervorzusuchen) ein Artikel ueber die Moeglichkeit, mit wenig Mitteln (Pfennigbetraegen) einen Miniatur-Windtunnel mit guter Leistung zu bauen, geschrieben wurde. Man nimmt also einen dieser alten verzinkten Blecheimer, die frueher und gelegentlich wohl auch heute noch zum Kuehemelken sehr praktisch waren und noch sind, und baut in die groessere Oeffnung oben im Eimer einen alten Autoventilator ein. Den gibt es ja ziemlich leicht zu organisieren. Das untere Ende des konischen Eimers, der Boden also, wird entfernt und dient dann als Strahlduese. Damit kann man moeglicherweise die Versuchsmodelle aus einer gewissen Entfernung flaechig in ausreichender Intensitaet erreichen. Als Energiequelle eine Autobatterie oder vielleicht besser ein Ladegeraet wegen der dann gleichbleibenden Leistung (Eine Batterie leert sich). Ein Autoventilator ist ja sehr stark, ich glaube, man kann das aber stufenlos regulieren, mit relativ wenig Aufwand, vielleicht mit einem Widerstand (ohmscher Schieberegler?) Tatsaechlich habe ich einmal einen solchen Windtunnel gebaut, mit einem sehr langen verzinktem Eimer, so ist die Duese durch den konischen Aufbau noch wirkungsvoller. Der Eimer hat etwa 50 cm Stehhoehe und ist oben gerade weit genug um den Ventilator aufzunehmen, unten ist er nur noch etwa 60% der Flaeche gross, macht eine gute Duesenwirkung bis in 2m Entfernung etwa, allerdings mit stark abflauender Intensitaet. Also - nah an der Duese ist der Luftstrom wirklich extrem stark. Falls Ihr sowas benutzen koennt - man braucht Platz dafuer, das Ding ist auch ziemlich laut, eigentlich nichts fuer Wohnraeme :lol: , ich kann meinen Apparat zur Verfuegung stellen, schicke ihn bei Nachfrage per Post.
arcobär
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 24.11.2008 - 09:42 Uhr  ·  #195
Hallo Bernd,

es freut mich, dass du mitmachen willst.
Deine Messwerte machen ja richtig Mut. Wenn du mit deinem noch nicht optimierten Modell bereits auf dem Niveau des Savonius liegst, könnten mit Optimierung vielleicht fast 30% Wirkungsgrad möglich sein, welches ein sehr guter Wert wäre.

Du hast Recht, die Winderzeugung ist bei unseren Vergleichen das größte Problem.
Ventilatoren erzeugen eine recht turbulente Strömung, so dass man die Windgeschwindigkeit kaum korrekt messen kann.
Wichtig ist deshalb immer die Einhaltung des gleichen Abstandes bei den Vergleichsmessungen.
Wenn wir nicht die gleichen Winderzeuger benutzen, können wir unsere Ergebnisse nur größenordnungsmäßig vergleichen. Ein annähernder Vergleich ist nur unter Verwendung von Referenzflügeln(z.B. NACA 0018) möglich.

Ich werde mir noch 2 Profile bauen, Vorflügel habe ich bereits 3, und demnächst mit dem Punkt 1 des Arbeitsplanes beginnen. Es wird spannend.

Carl, das mit der Düse ist überlegenswert, um stärkere Windströmungen zu erzeugen. Ich habe noch einen Industrielüfter, ca. 60 cm Durchmesser mit Düsenkörper, rumliegen, den ich mal ausprobieren werde.

Gruß Uli
BerndH
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 24.11.2008 - 10:10 Uhr  ·  #196
Hallo Freunde
Zitat
Hallo Bernd, es freut mich, dass du mitmachen willst.

Was für eine Frage Uli :) Aus genau diesem Grund habe ich den kleinen Teststand konstruiert.

Zum "Windkanal":
Die Idee von Carl mit der Düse wird ja sogar in "richtigen" Windkanälen eingesetzt um eine höhere Windgeschwindigkeit zu
erhalten als sie der Ventilator selbst je erzeugen könnte. Das Problem mit so einem "Windstrahl" ist, das er schwer für verifizierbare Ergebnisse an "grösseren" Rotoren zu gebrauchen ist.
Zum einen wird nicht das ganze Windrad bestrichen und hält man diesen Strahl nur einige cm aus der Koaxialachse
heraus auf das Windrad, verändern sich die Werte gleich erheblich.
Ich konnte das sogar schon am breiteren Strahl meines Ventilators beobachten.
Wer da nicht haargenau ausrichtet, bekommt Ergebnisse die unter Umständen nichts sagend sind oder noch schlimmer.
Außerdem wird der Rotor nur in der Mitte getroffen, an den Seiten laufen die Flügel dann nur mit, ohne aerodynamische Funktion.

Idealerweise sollte unser Wind auf voller Breite gleichmässig schnell daher kommen.
Ich verstehe das euch die Anschaffung vieler Ventilatoren nicht gerade Begeisterungsstürme abverlangt.
Auch deren Unterbringung nach Verwendung braucht ja einiges an Platz.
Aber ohne eine gleichmässige Strömung wären sicher ziemliche Unterschiede auf den verschiedenen Testplätzen zu erwarten und
man müsste die Testplätze quasi kalibrieren, wie Uli es vorschlug.
Das müsste man mal ausprobieren inwieweit man sich dann trotz unterschiedlicher Rahmenbedingungen im Ergebnis annähern kann.

Finde ich übrigens prima Uli das du schon 3 Flügel der Grösse im NACA 0018 Format hast, für die ich schon vor einiger Zeit das Holz kaufte.
Ich werde dann auch 3 Stück NACA 0018, 10cm auf 50cm bauen dann haben wir schonmal vergleichbare Prüfmuster.
evtl. können wir dann auchmal die Flügel gegeneinander tauschen, um evtl. Unterschiede festzustellen.
BerndH
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 24.11.2008 - 22:45 Uhr  ·  #197
Lalalalaaa

Heute habe ich mit meinem Teststand einen grossen Wurf nach vorne erlebt, siehe : Forum/phpBB2/viewtopic.php?p=9358#9358

Auch wenn es an sich wegen fehlender korrekter "Windbefeuerung" des Teststandes noch nicht an der Zeit ist,
aber ich konnte es einfach nicht lassen und habe wieder gemessen.. :)
Heute mal der "Carl-Rotor" als Einflügler.
Erstaunlich wirklich das der einzelne Flügel aus den allermeisten Positionen von selber anläuft.
Als Dreiflügler ist das Anlaufverhalten dann übrigens sogar so extrem, das ein gut gelagerter Rotor wirklich beim leisesten Windhauch zu drehen beginnt.

Ich habe mit der neuen Bremse und über die Drehzahl die mechanische Abgabeleistung an der Rotorwelle des Einflüglers ermittelt.
Zunächst aber mal Bilder :



Schockiert war ich von dem nötigen Kontergewicht das ich zum Auswuchten montieren musste.
Da sieht man erstmal wie schwer so ein Flügel aus Alu sein kann.
Schaut euch mal die Menge an fetten Stahlscheiben an die ich aufbringen musste !!
(Die nächste Änderung am Teststand ist der Wechsel auf 12mm Tragarme.. :) )
Meine Messungen heute erfolgten in etwa mit den gleichen Bedingungen wie gestern,
also gleicher Abstand zum "Windgenerator" dem Ventilator.

Folgende Werte konnte ich ermitteln, die Anhänger der "Flügelendkappen" wird es freuen :)

Einflügler ohne Endkappen :
Maximaldrehzahl = 106 U/min
Drehmoment bei 70 U/min = 0,029NM
ergibt eine Leistung von = 0,213W

Einflügler mit Endkappen
Maximaldrehzahl = 114 U/min
Drehmoment bei 70 U/min = 0,040NM
ergibt eine Leistung von = 0,293W

Das bedeutet mit Endkappen ca. 35% Mehrleistung, dabei waren das nur primitive und etwas zu kleine aus doppelseitigen Teppichklebeband.
Wenn das keine gute Nachricht ist... :) Soviel hätte ich wirklich nicht erwartet.
Carl
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 25.11.2008 - 01:18 Uhr  ·  #198
uiuiuiuiuiuiui - Mein lieber Mann, das sieht schnucke aus! Respekt! Carl
Carl
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 25.11.2008 - 08:20 Uhr  ·  #199
Da will ich auch gleich nochmal hinterherfeuern wegen der Endkappen. Was meint Ihr, weshalb ist der Unterschied so gross? Ist das denn normal? Liegt es nur an den ueblichen Fluegelrandverlusten, wie Sie bei normalen Profilen auftreten, oder gibt es noch einen anderen, fuer den ahnungslosen Betrachter unsichtbaren Effekt? :roll: Carl
BerndH
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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

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Gepostet: 25.11.2008 - 08:36 Uhr  ·  #200
Ja den gibt es.
Das grösste Antriebsmoment entsteht beim duchströmten Flügel wenn der Wind in einem solchen Winkel auf das "Leitblech" strömt,
das die Luft von hinten konzentriert in den Vorflügel geleitet wird.
Ich nehme an das hierbei die Luft durch die Konzentration über das Leitblech auch etwas beschleunigt wird.
Im Vorflügel staut sie sich und drückt den Vorflügel nach vorn.
Ein Teil der Luft strömt auch durch den Vorflügel hindurch auf die andere Seite und strömt dort wieder heraus, was ebenfalls für Vortrieb sorgt.

Wichtig ist, das die Luft keinen anderen Ausweg als die eben beschriebenen Wege findet.
Bei fehlenden Endkappen findet sie aber einen prima Weg aus den offenen Enden und die oben beschriebenen aerodynamischen
Effekte kommen nur noch abgeschwächt zum tragen.

Ohne Endkappen kann man sogar über- und unterhalb des Flügels mit der Hand spüren wie die Luft aus den offenen Enden heraus gedrückt wird.
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