Rotorschub

 
Che
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Rotorschub

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Gepostet: 19.01.2022 - 16:59 Uhr  ·  #1
Hallo,
habe am Beispiel einer schnell laufenden WKA mit Durchmesser 1,6m ähnlich der Black 600 QBlade simulieren lassen, wie sich die Schubkraft in Abhängigkeit der Belastung duch den Generator entwickelt. Letzteres schlägt sich nieder in der TSR.

 


Man beachte den Verlauf des Schubkoeffizienten, hier Ct genannt.

Der Rotorschub berechnet sich damit nach

S = Ct * Rho/2 * v² * A.................(Rho ist die Luftdichte; A die Rotorfläche, hier 2 m²)

Für 10 m/s und Nenn-TSR 5,5 ergibt sich

S = 0,76 * 1,225/2 * 10² * 2 = 93,1 N

Dass das richtig gerechnet ist, zeigt die sog. BEM Simulation

 


Der Schub wird im Diagramm rechts unten mit etwa diesem Wert angezeigt.


Im Falle eines Batterieladers mit angenommener TSR von lediglich 4 müsste das Helikopter- oder Furlsystem eher mit der Arbeit beginnen, denn der Ct ist nicht mehr 0,76 sondern nur noch 0,5.


Im Falle einer Bö mit angenommenem Windanstieg auf 1,5-fache Windgeschwindigkeit sinkt zum Einen die TSR auf 5/1,5 = 3,33.
Der zugehörige Schubbeiwert ist 0,35. (Windgeschwindigkeit * 1,5)² ergibt aber eine Steigerung von 2,25.
0,35 * 2,25 = 1,03 Das heißt, dass der Rotorschub zunächst fast gleich ist. Das verblüfft.
Sobald aber Drehzahlangleich stattgefunden hat, ist der Rotorschub auf 2,25-fachen Wert angestiegen.


Wenn der Rotor nach Generatorkurzschluss nur noch langsam mittrudelt, ist der Gondelschub sehr gering.
Das wird bei langsam laufenden Windturbinen wie z.B. einer Westernmill anders sein. Ist doch da selbst bei Festbremsung noch erheblich viel Blattfläche vorhanden, welche Schub erzeugt.
wieso
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Re: Rotorschub

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Gepostet: 19.01.2022 - 18:30 Uhr  ·  #2
Zitat
m Falle eines Batterieladers mit angenommener TSR von lediglich 4 müsste das Helikopter- oder Furlsystem eher mit der Arbeit beginnen, denn der Ct ist nicht mehr 0,76 sondern nur noch 0,5.

Im Falle einer Bö mit angenommenem Windanstieg auf 1,5-fache Windgeschwindigkeit sinkt zum Einen die TSR auf 5/1,5 = 3,33.
Der zugehörige Schubbeiwert ist 0,35. (Windgeschwindigkeit * 1,5)² ergibt aber eine Steigerung von 2,25.
0,35 * 2,25 = 1,03



Um was gehts eigentlich ? Beziehungsweisse geb doch einfach bescheid , wenn Du mit Leistungsdaten kommen kannst
Menelaos
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Re: Rotorschub

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Gepostet: 19.01.2022 - 20:52 Uhr  ·  #3
es geht doch hier aber gar nicht um Leistung, Lars ;-)
vg
cerco
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Schön beschrieben

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Gepostet: 19.01.2022 - 21:08 Uhr  ·  #4
Das entspricht der Beobachtung.

Was meint Ihr?
Szenario:

Die Boe schlägt ein..
Gern 2 fache Windgeschwindigkeit!!
Oder mehr!
(Ganz)
Kurze Gedenkpause..

Reaktion auf
1)
Exponentiell steigende Leistung
Bitte sehr schnelle Leistungs Anpassung!!
Egal, welcher Venbraucher.
Steuerung /WR
Akku
2)
möglichst schnelle Reaktion, aber nicht(!), zu schnelle Reaktion der vom Rotorschub gesteuert ablaufenden Schutz Mechanismen.

3)

Bitte jetzt ein stabiler Mast..

Wir kennen das alle.
Energie in mlisec, reichlich,
Aber auch gern Turbulenzen..
Da wird es dann interessant..
wieso
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Re: Rotorschub

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Gepostet: 19.01.2022 - 22:59 Uhr  ·  #5
Zitat geschrieben von Menelaos

es geht doch hier aber gar nicht um Leistung, Lars ;-)
vg



Zitat
m Falle eines Batterieladers mit angenommener TSR von lediglich 4 müsste das Helikopter- oder Furlsystem eher mit der Arbeit beginnen, denn der Ct ist nicht mehr 0,76 sondern nur noch 0,5.



Stimmt , tut mir leid , scheint so, es geht nur um Windspiele und nicht um reell Brauchbares

Aber passt schon , wenn ich nix verstehe hier, werden ja die Mitleser genau wissen um was es geht ;)



PS ? der erwähnte Battrielader hat wohl auch nichts mit Leistung zu tun ?
FamZim
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Re: Rotorschub

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Gepostet: 20.01.2022 - 18:06 Uhr  ·  #6
Hallo

Das berechnet wohl alles den Normalschub wenn Windrad und Generator in Einklang sind.
Was passiert aber wenn eine Bö einschlägt.
Die Blätter behalten den Einstellwinkel zur Rotorfläche, aber der Anströmwinkel auf die blätter sind plötzlich 3 bis 4 mal höher.
Und damit auch der Druck gegen den Mast.
Der Rotor wirt dann beschläunigen , was den Anströmwinkel wieder reduziert und pendelt sich auf höhere Drehzahl und Mastdruck wieder ein, wenn nicht ausgelenkt wirt.
Aber erst mal ein hoher Druckimpuls der die Anlage schädigen kann wenn sie nicht dafür ausgelegt ist.

Gruß Aloys.
Menelaos
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Re: Rotorschub

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Gepostet: 20.01.2022 - 18:36 Uhr  ·  #7
Hatte Andreas ja bereits so erklärt.
So eine Sturmsicherung ist aber keine Leistungssicherung sondern schützt gegen Überdrehzahl bzw.,dadurch entstehende Schäden, hat mit der Leistung also nur indirekt zu tun. ein Drehzahlbegrenzer im Auto ist auch keine Geschwindigkeitsbegrenzung. Klar, wenn ich im zweiten Gang mit Tempo 90 in,den Begrenzer fahre weil ich nicht hoch schalte dann ist es auch eine Geschwindigkeitsbegrenzung. Allerdings schafft man das auch im Leerlauf quasi ohne Leistungsabgabe ans Fahrzeug.

Natürlich gehen wir bei der Berechnung der Sturmsicherung von Leistungsabgabe aus - wie sich das auswirken kann hat Andreas aufgezeigt. Dasvmuss man jetzt schon wirklich nicht verstehen wollen...!
vg
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