C-Rotor in der Bachelor-Arbeit

Zwar wurde von Windfried auf die Bachelor-Arbeit im Themenbereich: "Grundlagen" bereits hingewiesen, aber zum einen ist der Arbeitsbereich dort als nicht zur Diskussion ausgewiesen, andererseits hat sich dort eine heftige Streitsituation zwischen verschiedenen Parteien ergeben, so dass am Ende kaum noch zu erkennen war, worum es eigentlich ging. Das würde ich hier sehr gerne vermieden haben indem alle, auch ich, versuchen, sachlich zu bleiben!

Ich würde also gerne noch etwas dazulernen und hier einige Fragen zu dieser Bachelor - Arbeit stellen. Dazu brauche ich wegen der konfliktiven Vorgeschichte im anderen Thread prinzipiell das Einverständniss der Moderatoren, will aber zum besseren Verständniss kurz umschreiben, worum es mir dabei geht:

Das mich betreffende Interesse mit sachlichem Hintergrund:

1.tens: Ich war sehr erstaunt über das schwache Abschneiden der C-Rotoren auf dem Prüfstand und habe zunächst nur auf diesen Punkt vorrangig und ohne die Arbeit weiter zu untersuchen reagiert. Das habe ich inzwischen ansatzmäßig nachgeholt, die komplette BA konnte ich schon wegen des Umfanges noch nicht durcharbeiten, aber einen kleinen Teil davon. Mir sind dabei Bemerkungen zum Verhalten der Rotoren aufgefallen, die jedem Praktiker etwas zu sagen hätten, nicht aber unbedingt jedem Theoretiker des Fach`s auffallen müssen.

2.tens wurden besondere Merkmale hinsichtlich der Schnelllaufzahlen tabellarisch aufgeführt, die SLZ im Leerlauf bei verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten betreffend. Um es kurz zu nennen: Die SLZ steigt linear mit der Strömungsgeschwindigkeit an, je nach Modell verschieden, aber bei allen von 2,5 m/sec bis 10 m/sec in gleichmäßig ansteigendem Wert. Das würde meine Vermutung, dass der Beiwert mit steigender Strömungsgeschwindigkeit höher wird, eigentlich stützen. Die Frage ist: Darf die SLZ so atypisch ansteigen und wenn, warum.

3.tens besteht die Frage. ob es nach 10 m/sec Windgeschwindigkeit genauso aufsteigend weitergeht. Nicht zwingend mit dem Leistungsbeiwert, der wäre mir zunächst Nebensache sondern zunächst nur mit der SLZ, ob der Wert der SLZ mit der Strömungsgeschwindigkeit nach 10 m/sec in gleich auffälliger Weise weiter ansteigt und wann er damit aufhört.

Hier der Link zur BA:

http://www.daswindrad.de/forum…933#p27206

Gruß, Carl

Das zu hohe Lagerreibung und andere Faktoren für möglich gehalten werden, ist ja schon ein kleiner Schritt nach vorne!

Bei aller Professionalität beim Messen, den präzisesten Instrumenten und den besten Rahmenbedingungen, die dem Prüfer zur Verfügung stehen, können immer nur die Werte gemessen werden, die ein Prüfling auch liefern kann!

Gilt für C-Rotoren nicht, dass auch sie vor Inbetriebnahme ausgewuchtet werden müssen?

Wenn jedenfalls schon ab 10 m/sec ein derart unkontrollierbares Aufschaukeln des Rotors beginnt, dass dort das Ende der Messlatte für Messungen erreicht wurde, ist das entweder ein deutliches Signal für nativ miserable Eigenschaften der Bauweise oder für Unwissenheit bei der Bauausführung.

Hallo Illiat,

lange nichts mehr von Dir gehört, grüß Dich!

Vor kurzem erst habe ich in diesem Thread:
Forum/cf3/topic.php?t=4461
auf Deine geniale Leichtbauweise mit Carbon und Alu-Magnesium-Lamellen hingewiesen, das muß wohl in Deinen Ohren geklingelt haben!

Zu der Bachelor-Arbeit: Du hast recht, abgesehen von den Messergebnissen ist es eine sehr ordentliche Arbeit, die zumindest mir einige neue Erkenntnisse gebracht hat:

Die Herkunft des Prinzips wurde offengelegt - Fillipino - davon wußten ja nicht einmal die Patentämter in der Schweiz, Deutschland und - falls Serge Gilbert nach seiner Anmeldung auch ein Patent erteilt bekommen hat - Frankreich etwas!

Dann ist ein für mich interessanter Aspekt - das stetige lineare Ansteigen der Schnelllaufzahl von Null bis zum höchsten Wert bei 10 m/sec Wind in einer Tabelle erfasst worden. Wie hoch steigt die Schnelllaufzahl weiter, wenn man mit mehr Strömungsgeschwindigkeit prüft? Eine noch offene Frage!

Mit mehr Strömungsgeschwindigkeit wurde leider nicht gemessen, weil die Rotoren dann zu sehr schlugen und wackelten. Letzteres ist für mich, der ich selber in 25 Jahren schon an die 100 verschiedene Versuchsmodelle und Prototypen gebaut habe, ein deutliches Zeichen dafür, dass entweder nicht ausgewuchtet wurde, oder das die Lagerung nicht stabil aufgehängt war. Und per Ferndiagnose eine Antwort auf die Frage, warum die Leistungsbeiwerte so dramatisch tief liegen. Ein solcher Fehler kann bei sehr kleinen Modellen sehr starke Auswirkungen auf die Messergebnisse haben.

Alleine aus den Lastwechseln ergibt sich ein solches Verhalten nicht, ich habe schließlich schon vergleichbare und weit größere Modelle bei 150 kmh im Orkan über Tage laufen gehabt, gerade die kleineren Modelle haben das am besten überstanden, geschlagen hat keines davon. Lediglich sind die Flügel bei einigen Modellen durch die Auswirkungen der Fliehkraft nach außen abgebogen. Interessant in diesem Zusammenhang, dass immer im oberen Teil die Flügel stärker betroffen waren als in der unteren Hälfte. Die Strömung sucht sich also den Weg nach oben, zumindest in Bodennähe.

Das nun in der BA nach Messungen dieser kleinen Modelle ein Leistungsbeiwert von max Cp 0,11 als annähernd anzunehmender Leistungsbeiwert für C-Rotoren ganz allgemein angenommen werden könnte, selbst nach Berücksichtigung der kleinen Abmessungen wären doch mindestens Cp 0,2 zu erwarten, ist auch dann, wenn es nur auf einem Fehler beim Bau oder Aufstellung der Modelle beruht, sehr ärgerlich für mich.

Ob es den Verfasser der BA der BA stört, weiß ich nicht, seine Arbeit wurde ja immerhin schon von einigen Professoren abgenommen, wegen solchen Kleinigkeiten wird er wohl auch nicht wieder aberkannt. Rehabilitiert werden muß das Prinzip nun allerdings, das ist nach einer solchen Veröffentlichung jetzt sehr deutlich geworden. Ich hoffe, der nächste Anwärter auf den B-Titel steht bald in den Startlöchern!

Das man mich in der hier diskutierten BA nicht erwähnt hat, ist nun wirklich nicht weiter tragisch! Wichtiger ist, dass mit Fillipino der geistige Vater des Prinzips gefunden und mit Prof. Vinh Nguyens Arbeit dazu auch endlich genannt wurde.

Ich arbeite übrigens immer noch an dem Prinzip (auch und inzwischen vorrangig mit Horizontalläufern) und sehe es schon deshalb nicht gerne, wenn durch eine öffentliche Arbeit der Eindruck entsteht, dass so eine Bauart nur halb soviel Leistung erbringen kann wie ein Savonius-Rotor! Daher auch meine heftige Reaktion im anderen Thread, wo ich durchblicken ließ, dass die Messergebnisse in die Hose gegangen sind. Sind sie ja auch!

Deine Erkenntnisse, dass das Windrad- ABC mit Leichtbauweise für die Flügel anfängt, setze ich übrigens seitdem ich mich intensiv mit Deinem Windrad befasst habe auch bei meinen Projekten konsequent um. Dein Windrad mit den Carbon-Alu.Magnesium-Flügeln, welches bei mir nun - von mir nachgebaut und mit extrem langer Fahne aus Carbongelege gegen widrige Windverhältnisse in meinem Garten optimiert wurde - läuft seit 3 Jahren einwandfrei und spendiert meinen Hühnern bei Bedarf Rotlicht über einen Pufferakku!

Der gute Wille war sicherlich vorhanden, dass der Teufel oft im Detail steckt, lernt man aber meist erst nach vielen Jahren praktischer Erfahrung.

Der zwingende Hinweis auf Unwucht oder Lagerprobleme, die bei kleineren Modellen und Messungen bis 10 m/sec Wind durchaus schon zu signifikanten Messfehlern führen kann, ist für mich auch ein Anhaltspunkt dafür, dass auch andere Fehler gemacht worden sein könnten.

In garkeinem Fall kann eine Messung als akademisch sonderlich relevant angesehen werden, solange noch begründete Zweifel daran bestehen, dass das Messobjekt nicht einwandfrei funktionierte. Oder ist ein eiernder Rotor das, was vermessen werden sollte? Dann kann man das auch so titulieren: BA zu eiernden C-Rotoren. Frohe Ostern allerseits!

Ich habe weder den Windkanal noch die Messvorrichtungen der Universität kritisiert oder deren Qualität angezweifelt. Der Bachelor-Arbeit wurde von mir insgesamt meine Anerkennung ausgedrückt, bis eben auf das anzuzweifelnde Messergebniss, welches angesichts der sonstigen Arbeit die Qualität der BA nur marginal berührt. Was ist daran unfair?

Von mir wurde bereits mehrfach benannt, dass bei mir 25 Jahre Erfahrung mit der Bauweise vorliegen. Hinreichende Messungen habe ich auch schon gemacht, solche, die eben nahelegen, dass der in der BA genannte Wert nur durch Fehler beeinflußt sein kann. Dass von mir keine genauen Zahlen zu Leistungsbeiwerten genannt werden, liegt daran, dass mein Zubehör sich nicht mit den Möglichkeiten der Messvorrichtungen in einer Universität messen kann und zu große Abweichungen möglich sind. Alllerdings wurden von mir die mit wissenschaftlichen Methoden ermittelten Ergebnisse von Prof. Vinh Nguyen als glaubhaft benannt, weil meine Ergebnisse denen weit näher stehen als den Ergebnissen in der BA.

Ein kleiner Hinweis: Ich hatte zum Beginn dieses Threads darum gebeten, sachlich zu bleiben. Das hier ist kein Thread, in dem es darum gehen sollte, persönliche Angriffe zu platzieren. Unqualifizierte Vorwürfe also bitte aussen vor lassen!

@Eisenloser: Abgesehen davon, dass Du hier Deine eigenen Vorstellungen, nicht aber eigene praktische Erfahrungen mit dem Modell abgibst, ist es schon ein Fortschritt, dass Du wenigsten sachlich auf das Prinzip einzugehen versuchst!

Die Bezeichnung: Widerstandsläufer stammt auch aus der BA, dort wird aber leider nicht erklärt (vielleicht nicht einmal bemerkt), warum und das der C-Flügel bei seitlicher Anströmung etwa senkrecht zur Flügelsehne sein maximales Drehmoment erreicht. Man würde doch bei einem reinen Widerstandsläufer erwarten, dass er bei Anströmung direkt von hinten seinen höchsten Drehmoment erreicht, oder etwa nicht? Das ist auch ersichtlich aus den Messungen und Tabellen dort und stört somit das Bild vom reinen Widerstandsläufer sehr deutlich!

Der C-Flügel ist ein Hybrid, hat genügend Auftrieb, um die Bezeichnung als reiner Widerstandsläufer definitiv ad absurdum zu führen.

Sodann ist die in der BA angegebene Arbeit von Prof. Vinh Nguyen nicht diejenige, die sich mit dem Ur-Prinzip von Fillipino befasst, sondern mit einer durch markante Flügelanstellung deutlich abgewandelten Form, bei der eine Bezeichnung Widerstandsläufer verzeihlicher, aber immer noch nicht korrekt wäre.

Eine andere Arbeit von Nguyen auf die ich eingehe, befasst sich direkt mit der gleichen Anordnung der Flügel wie bei Fillipino, nachlesbar im renommierten Fachbuch "Energies Eoliennes" von le Gourieres im Eyrolles-Verlag Paris, 1980 auf Seite 140/141. Die dort aufgeführten Ergebnisse kann ich hier wörtlich übersetzt kurz und knackig zitieren:

"Bei einem spezifischen Lamda von 0,7 unter Last erreicht der (Fillipino) Rotor nicht mehr als ein Maximum von Cp 0,2 und ist daher mit den Leistungsbeiwerten eines Savonius-Rotors vergleichbar." Zitat Ende.

Eisenloser, Dir rate ich wohlwollend, nicht zu gläubig alles zu schlucken, was von wissenschaftlicher Seite aufgetischt wird, nur weil es aus einer BA an einer renommierten Universität in Germany kommt. Ein bißchen Nachfragen tut immer gut. Wurde nicht auch durch einen deutschstämmigen Physiker in den USA noch lange nach dem ersten geglückten Flugversuch durch Lilienthal und die Gebr. Wright an dortigen Hochschulen gelehrt, dass "Maschinen, die schwerer als Luft sind, nicht fliegen" ?



Meine Wünsche und Erwartungen zum C-Rotor - vergiß die bitte, ich habe keine, absolut Null! Auch bei mir gilt nur das, was die Drehmoment-Waage anzeigt! Und was auf dem Prüfstand steht! Eiernde Rotoren bei mir wohl eher weniger!

Meine Messungen sind zwar mit den mir zur Verfügung stehenden Mitteln nicht so genau zu gestalten, wie es an einer Uni- Institution möglich ist, aber eine einfache Vergleichsmessung - Savonius/C-Rotor bekomme ich problemlos noch hin. Und zwar bei beiden ohne eiernde Rotoren! Mit Windmaster 2, stabilem Prüfstand, industriellem Drehzahlmesser und einer Drehmomentwaage sowie zugehöriger Goldwaage mit 1/200 g Genauigkeit! Messungen im Freiland und vor einer künstlichen Strömungsquelle, die zugegebenerweise niemals an den Windkanal dort heranreichen kann.

Und mit sehr großem Zeitaufwand durch endlose Wiederholungen zur Bestätigung einmal gemachter Messungen. Wenn ich bei mir von Ungenauigkeiten spreche, so sind das nicht quantensprunghafte Unterschiede wie Cp 0,1 und Cp 0,2 sondern das geht dann nur um sehr wenige Prozent, eben genug, um sich mit Veröffentlichungen genauer Datenangaben besser zurückzuhalten. Ein Prozent mehr oder weniger spielt schliesslich auch noch eine Rolle, gerade bei Vertikalläufern, wo geringe Margen vorhanden sind!

Fillipino nennt sogar einen um 150% höheren Wert als die BA, was vielleicht auf höhere Windgeschwindigkeiten zurückzuführen wäre und dazu animieren könnte, neue Messungen auf höhere Geschwindigkeiten und einen sehr ordentlich gebauten Rotor auszuweiten!

Und zwar nur aus wissenschaftlichem Interesse an einem technischen Funktionsprinzip, nicht mehr und nicht weniger.

Wie oft soll ich noch wiederholen, dass das Teil-Ergebniss der linear zur Windgeschwindigkeit ansteigenden SSL in der BA meine bisherigen Vermutungen stützt: Dass die SSL des C-Rotors mit der Strömungsintensität unaufhörlich zunimmt. Bisher konnte noch keine Grenze aufgezeigt werden, aber auch die Angaben von Filippino, die aus Messungen auf schnell fahrenden Fahrzeug stammen sind höher als die bei Nguyen, der bei geringeren Geschwindigkeiten gemessen hat. Das macht mich jedenfalls stutzig, ich führe sowas nicht gleich auf Fehler zurück sondern frage warum! Und komm mir jetzt keiner damit, das Fillipino ein Neger und Nguyen Asiate sein könnte, das alles in Afrika gespielt hat und damit weniger Verlass in die Ergebnisse gesetzt werden kann. Hochmut kommt vor dem Fall. Die SSL ist bei anderen Rotoren eine relativ gleichbleibende Konstante, die sich nach Erreichen des Maximums kaum noch verändert. Wo liegt also das Maximum beim C-Rotor?

@Eisenloser: Von den 110 Beiträgen, die Du seit 2010 hier im Forum gemacht hast, betreffen laut Deinem Nutzerprofil etwa 99% den Generatorbau und nur äußerst selten Fragen zu Aerodynamik etc.. Das scheint wohl eher Dein Fachgebiet zu sein. Warum bleibst Du also nicht bei Themen, von denen Du etwas mehr verstehst?

Wenn Du mich beleidigen willst, mußt Du Dich deutlich mehr anstrengen.

Ich bitte alle Beteiligten nachdrücklich um Sachlichkeit!

Hallo zusammen,

Ihr produziert eine Diskussion, die Diskussion über den Leistungsbeiwert,
die so gar nicht zur Aussage der Bachelorarbeit gehört.

Zitat:
"5 Folgerungen
Nach Durchführung der Versuche und Simulation scheint es realistisch, dass Wirkungsgrade jenseits von 20 %
mit Widerstandsläufern grundsätzlich möglich sind. Die Frage ist aber, wie weit über 20 % und mit welchem
Material- und Fertigungsaufwand ...
"... Der C-Rotor kann bei ausreichendem Durchmesser Wirkungsgrade über 20 % erreichen."

Hier wird doch ganz klar ausgesagt dass höhere Wirkungsgrade erreichbar sind.
Die Bachelorarbeit nimmt nicht in Anspruch mit 11% den maximalen Leistungsbeiwert des C-Rotors ermittelt zu haben.
Wer das so interpretiert, interpretiert die Arbeit falsch.

Gruß Frank

`ne einfache auch schon aussagefähige Vergleichsmöglichkeit hatte ich ja schon vorgeschlagen: Man baue einen Horizontalläufer mit einer Flügelauslegung für Schwachwind mit 30 cm Rotordurchmesser und betreibe damit den gängigen Howard Schrittmotor, den viele hier schon kennen. Wenn er das schafft bei 3 m/sec, dann kann man davon ausgehen, dass er gut für die am häufigsten auftretende mittlere Windgeschwindigkeit bei Schwachwind ausgelegt ist. Schafft er es nicht, dann stelle ich die Frage: ab wieviel m/sec Wind kann man denn damit rechnen, das ein Schwachwind- Horizontalrotor damit beginnt, vertretbar gute Cp- Werte zu erreichen?

Der C- Rotor kann das jedenfalls bei vergleichbar kleiner Rotorfläche, er läd mit 30cm x 30 cm bei 3 m/sec schon einen 6V Akku. Das er das könnte, wenn er nur einen Cp 0,11 hat, ist ja wohl doch sehr fraglich.Wenn es jemand wünscht, messe ich das Cmot des Howard und das so ermittelte Losbrechmoment mit dem Anlauf bei 3 m/sec zusammen mit der Fläche zum Wind von 0,09 qm läßt sich dann schon zu einem spezifischen Wirkungsgrad zusammenpfriemeln! Bei mehr Wind wird das ja nicht weniger!

Jedenfalls sollte ein für Schwachwind ausgelegter Horizontalläufer bei 3 m/sec mindestens das Gleiche schaffen. Tut er das etwa?