Gyroskopischer Effekt?

 
Zephyrus
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Gyroskopischer Effekt?

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Gepostet: 19.06.2014 - 15:51 Uhr  ·  #1
Vielleicht eine alte Frage - aber mir ist aufgefallen, dass mein versuchsweise zwischen Bäumen aufgestelltes Horizontal-Windrad beim Nachlassen einer Bö, sich ziemlich stark seitlich wegdreht, oder sogar eine ganze Umdrehung macht, bis es wieder an Fahrt aufnimmt. Also starke Beschleunigung, dann starkes Abbremsen mit seitlichem Wegdehen, bevorzugt in eine Richtung.
Jetzt frage ich mich, ob wirklich der Wind so schnell seine Richtung ändert, oder ob es da auch einen gyroskopischen Effekt wie beim Kreisel gibt, der das Windrad, bei seiner Verlangsamung aus seiner urprünglichen Richtung dreht. Oder vielleicht auch vergleichbar mit dem Radeffekt bei Bootsschrauben, der das Heck leicht in eine Richtung versetzt.
Gibt es allgemein eine Regel für die Länge und Größe der Windfahne?
XXLRay
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Re: Gyroskopischer Effekt?

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Gepostet: 19.06.2014 - 16:22 Uhr  ·  #2
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Re: Gyroskopischer Effekt?

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Gepostet: 19.06.2014 - 22:47 Uhr  ·  #3
Hab das bei meiner Anlage auch beobachtet, Besserung brachte ne größere, längere und schwerere Fahne. Richtig blöd war, dass dann der Einspeiser offline ging und immer länger wartete zum Einsteigen.
Nen wirklichen Grund für das Verhalten weiß ich auch nicht, hab da an aerodynamische Effekte gedacht.
Zephyrus
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Re: Gyroskopischer Effekt?

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Gepostet: 20.06.2014 - 10:05 Uhr  ·  #4
Hm - längere und schwerere Fahne bringt natürlich mehr Trägheitsmoment, dafür aber auch mehr Hebelarm. Andererseits verwenden beispielsweise die www.superwind.de Windräder sehr kurze, dafür hohe Fahnen, was bestimmt auch seinen Grund hat - weniger sensibel bei kurzen Wind-Richtungswechseln.
Wenn es ein Kreiseleffekt ist, dann kommt es ja auch darauf an wie weit der Rotor von der Drehachse entfernt ist, besser weiter entfernt, was bei superwind aber auch nicht der Fall ist...
dig-it
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Re: Gyroskopischer Effekt?

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Gepostet: 20.06.2014 - 11:03 Uhr  ·  #5
Bei mir gibt es dass auch ab und an. Meine Turbine (Leeläufer) sitzt direkt auf dem Mast, ohne jede Windfahne. Ich gehe davon aus, dass es sich wirklich um Luftverwirbelungen handelt. Von Thermik ist ja bekannt, dass die Winde sich korkenzieherartig nach oben bewegen...

Dieter
Zephyrus
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Re: Gyroskopischer Effekt?

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Gepostet: 20.06.2014 - 11:23 Uhr  ·  #6
Ok - also auch bei Leeläufern - interessant! Aber um Klarheit zu kriegen, müsste man mal einen Versuch machen, den Rotor bei Windstille anzutreiben und dann loszulassen, wenn er dann auswandert, ist es ein Kreisel- oder Radeffekt, wenn nicht, dann dreht tatsächlich der Wind so schnell. Aber was auch immer den Effekt ausmacht - es wird in jedem Fall sinnvoll sein, die Lagerung nicht allzu leichtgängig zu machen. Eine gewisse Reibung dämpft die Auslenkung und sollte so groß sein, dass sich das Windrad erst bei erreichen der Anlauf-Windgeschwindigkeit in Position bringt.
Ralf B
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Re: Gyroskopischer Effekt?

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Gepostet: 20.06.2014 - 11:31 Uhr  ·  #7
Nehmt mal eine Fahrradfelge. Beide Hände an den Achse gegenüberliegend und setzt die Felge in Rotation/ Drehung.
Nun nimm eine Hand weg.....----> es Dreht sich nach einer Seite weg!
Fass mit der Anderen Hasnd wieder zu und nimm die andere Hand weg ....----> es dreht sich in die andere Richtung / Seite weg.
Wenn du die Drehrichtung änderst, ändert sich auch die Richtung, wohin es sich wegdreht!
Das Ganze passiert auch, wenn sich die Drehzahl ändert ( Beschleunigt! positiv wie negativ....) deshalb kann man das Heck von Motorboot gut anlegen lassen, wenn man die richtige Seite kennt, wo es sich hinzieht... ( beim kurz "Gasgeben" ) ;-).

Gruß Ralf
Ralf B
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Re: Gyroskopischer Effekt?

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Gepostet: 20.06.2014 - 11:33 Uhr  ·  #8
Es ist besser wenn der Rotor möglichst nah am Drehpunkt( Mast !) sitzt .... dann ist der Hebel kleiner! ( und die Windfahne braucht nicht so lang / groß sein ..)
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Re: Gyroskopischer Effekt?

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Gepostet: 20.06.2014 - 11:45 Uhr  ·  #9
Zitat geschrieben von Ralf B

Es ist besser wenn der Rotor möglichst nah am Drehpunkt( Mast !) sitzt .... dann ist der Hebel kleiner! ( und die Windfahne braucht nicht so lang / groß sein ..)


Dafür besteht aber eher die Gefahr, dass die Blätter an den Mast schlagen
Ralf B
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Re: Gyroskopischer Effekt?

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Gepostet: 20.06.2014 - 12:24 Uhr  ·  #10
...das ist dann wieder eine andere Sache... ;-) ( so dicht soll es natürlich nicht sein, das die Flügel an den Mast schlagen oder diese "zu sehr" vom Mast ( Windstaudruck) beeinträchtigt werden ...)
dig-it
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Re: Gyroskopischer Effekt?

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Gepostet: 20.06.2014 - 13:12 Uhr  ·  #11
Wenn ed dieser gyroskopische Effekt wäre, dann müsste es systematisch passieren, dass sich die Turbine wegdreht, wenn sie vom Wind nicht mehr in der Richtung gehalten wird. Außerdem müsste das immer in der gleichen Richtung geschehen, da sich die Drehrichtung der Turbine nicht ändert. Bei mit kommt das aber nur sehr selten vor, und dann auch in beiden Richtungen... Außerdem habe ich den Eindruck, dass sie beim Wegdrehen durchaus noch angetrieben wird.

Dieter
Ralf B
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Re: Gyroskopischer Effekt?

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Gepostet: 20.06.2014 - 15:00 Uhr  ·  #12
Hallo Dieter
Natürlich gibt es noch andere Faktoren , warum sich ein WR seitlich wegdreht.... Turbulenzen, Wind dreht sich etc .

Und Du hast Recht der Effekt kann nur in eine Richtung gehen, weil das WR seine Drehrichtung nicht ändert.
Nimm eine Große Flex mit großer Scheibe auch sie versucht sich seitlich wegzudrehen, wenn Du sie anmachst. ( nur in eine Richtung!) und beim Ausmachen wieder in die andere Richtung. ( Ich hoffe du läßt das nicht wirklich zu und hälst sie schön fest! )
Je höher die Masse , der Radius, die Drehzahl,,, Hebellänge zum Drehpunkt usw um so größer ist der Effekt..

Bei einer Motorjacht ist z. B die Hebellänge zwischen Massenschwerpunkt Boot) und Rotor recht groß ( + hohe Beschleunigung der Drehzahl..!) ----> funktioniert sehr gut!;-)
Das Heck dreht sich schön an den Kai.....


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Re: Gyroskopischer Effekt?

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Gepostet: 21.06.2014 - 09:11 Uhr  ·  #13
Ich denke, dass sich bei den Windfahnen keiner etwas dabei gedacht hat.
Da geht ein Designer hin und macht die dann irgendwie. Superwind hat halt eine Fläche gesucht, wo sie ihren Namen gut draufschreiben können.
(Mir wäre der Name peinlich- selbst wenn ich eine kaufen täte wäre meine erste Aktion den Namen zu unkenntlich oder weg zu machen - mache ich übrigens bei den meisten Gebrauchsgegenständen- wenn ich Werbung machen soll, soll mich jemand tunlichst dafür bezahlen )
Letztendlich ist das aber nix anderes als eine senkrecht stehende Tragfläche mit symmetrischen Profil.
Heisst also, dass bei gleicher Fläche die Fahne mit höherer Streckung besser positioniert, aber die Strömung schneller schneller abreisst.

Es gibt natürlich einen gyroskopischen Effekt. Da sollte man aufpassen, dass, wenn man schnell die Maschine wegdreht, man bei einer Boe sich keinen Turmanschlag einfängt. Selbst wenn die Gondel fix ist verbiegen sich natürlich die Blätter in dieser Richtung.
Bei Gross-WEA kann's dann vorkommen, dass aufgrund des Rotationsträgheitsmomentes bei Turmanschlag oben die ganze Gondel herunterkommt. Das haben Firmen durchaus schon "ausprobiert".

Der Arminius
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