Darrieus-Modell

Hallo

Ihr dreht Euch im Kreis, das soll eigentlich das Windrad machen !
Je grösser das Profil um so mehr verbessert sich das Druck - Sog - Wiederstands und Vortriebsmoment.
Wenn beim Schifahren beschleunigt werden soll, ist der Winkel der Abfart auch masgeblich.
Wird es zu flach fährt man gar nicht oder eben rückwärts.

Gruß Aloys.

Das es nicht auf die Windgeschwindigkeit sondern auf die Anströmung ankommt ist absoluter theoretischer Tinnef.

Es kommt in der Praxis auf beides an und zwar wechselwirksam - was zudem heißt dass sich bei unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten die Werte enorm verschieben.

Noch !!! EINFACHER !!! im Beispiel gesagt:

Bei steigenden Windgeschwindigkeiten verhält sich bei einem dicken Profil der Luftwiderstand von vorne proportional so dass er bei doppeltem TSR schon ein mehrfaches von dem beträgt was bei hier verglichener Anfangs TSR zustande kame.

Genauso etwa wie ein Windrad bei doppelter Windgeschwindigkeit unproportional zum ursprünglichen Speed ein Vielfaches von diesem an Energie umwandelt.

Meine Rede beim höheren erzielbaren Auftrieb bei der größeren Profildicke bezieht sich auf den bei schwachem Wind besseren CW (Luftwiderstand) der im Endergebnis dann den Vorteil einer höheren Energieausbeute (größer als mit schmalem Schnelllaufprofil) erbringt.

Genauso wie sich das Ergebnis schmaler Profile erst bei höheren Windgeschwindigkeiten verbessert.

Durch Abbrand etc. ist nicht NACA 0021 herausgekommen, sondern 24,3/108 = NACA 0022.5Gestern Mittag wurde hier vom Flughafen Windstärke 5 in 10m Höhe gemeldet. Das wären 8.0-10.7m/s. Den Rotor über den Kopf gehalten gehe ich nur von der Hälfte aus, also ca. 5m/s. Der angeworfene Rotor drehte sich einmal ca. 40s bis zum Stillstand - da war die Böe aber schon längst wieder vorbei Das scheint zusammen mit der verwirbelten Luft zu meinen Versuchen übereinzustimmen.
Uns interessiert aber in erster Linie nicht der Luftwiderstand Cw, sondern der Auftrieb Ca.

Hallo

Das wirksamste Blatt steht mit der Unterseite zum Wind, dieser drückt dagegen und teilt sich richtung Vorne und Hinten auf.
Rehzahl hat man nur wenn die Luft von der Nase aus richtung Hinterkante strömt, also dem Profil entlang.
Diese Strömungsrichtung entsteht erst mit steigender Drehzahl.

Gruß Aloys.

Nicht aus dem Gesamtzusammenhang lösen!
Ich hatte mich mit der Bemerkung zur Anströmung auf die Berechnung der Re-Zahl bezogen.
Ansich wird man da bei Anstellwinkeln von 45° die Profillänge noch um 1,414 teilen müssen.
Kann man auch gleich bei der Umfangsgeschw. bleiben. Auf die kommt es dann an, nicht auf die Windgeschwindigkeit.

Folgende Rotoren habe ich mit QBlade simuliert:


Der Originalaufbau, von QBlade mit New Blade bezeichnet


New Blade mit gedrehten Blättern -5°


Eine Version mit NACA 4412, sonst gleich

Und noch eine Version mit doppeltem Lauf-D und Blattlänge 0,7m (ohne Darstellung)

Ergebnisse


(Evtl. mit re. Maustaste in neuem Tab öffnen. Dann zur Vergrößerung 2x Strg +)
Cp bei QBlade unrealistisch hoch! Rechts die Pulsation der Umfangskraft für V. 0,7*0,7; -5°; 4412, aber immer positiv.

Auswertung

1. Die Originalaufbauten, ob nun mit Blattdrehung oder nicht, bringen nach Simulation negative Cp, also garnichts.
2. In Version mit 4412 (gestrichelt) könnte es was geben. Da Cp vorher negativ müsste wahrscheinlich angedreht werden
3. Mit D 0,7m * H 0,7m fängt langsam das Darrieus-Wesen an. Aber hier auch wirklich nur mit asymmetrischem Profil.
Eine für mich neue Erkenntnis, denn bei wesentlich größeren Bauarten ist es anders herum.

Startmomente entstehen nicht nur, weil eine "Tropfenform" von Hinten mehr Widerstand hat, aks von Vorne.
(das meinte wahrscheinlich der Carl, ist aber eben Widerstand und nicht Auftrieb)
Startmomente entstehen auch, weil selbst bei Anstellwinkel 90° eben ein Wenig Auftrieb erzeugt wird.
Dazu eine 360°-Polare:


Bei symmetrischem Profil genügt die Darstellung über 180°

Die von QBlade errechneten Startmomente (nicht sehr genau, aber sie sollen genannt werden):

Rotor...... m/s......Nm
New -5°......3,5.......1,4*10^-3 (Also 1,4 Tausendstel)
....................6,5.......4,5*10^-3
New -5°
4412...........3,5.........2,5*10^-3

Anhand dessen, mit Einschränkung der Genauigkeit, kann geprüft werden, ob das Losbrechmoment der Lager wirklich zu groß ist.

Schlussfolgerungen

Könnt Ihr selber anstellen.

Ansich wollte ich anstatt der Haushaltsfolie Bügelfolie aus dem Flugmodellbereich vor schlagen.
Wenn sich aber doch noch was Nennenswertes tut, muss zumindest eine Lage Fasergewebe mit EPOX auf den Kern.
Anschließen gespachtelt und geschliffen.
Dann bekäme man die Bügelfolie evtl. nicht mehr runter.

Hallo

Das einzige was das Windrad dreht ist Vortrieb, kein Auftrieb und kein Wiederstand hilf da weiter.
Ein Flugzeug hält seine Geschwindig keit nur durch einen Bahnneigungsflug, sonst braucht es einen Antrieb .
Es soll aber Energie gewonnen und nicht verbraucht werden.

Gruß Aloys.

@ VM - Einfacher Vortrieb durch den Druck auf eine Fläche ist bei der Ansage dass bei niedrigen Schnelllaufzahlen (z.B. SLZ 1) gemeint, nicht die aerodynamische Wirkung.

Zwar wirkt die Aerodynamik mit Sog auf der Rückseite des Profils noch aber mit weniger Auswirkung weil die Vektorgeschwindigkeit zu gering ist. Man kann die Funktion eines Darrieus Flügelprofils unter Vernachlässigung der Strömung vom Wind mit einem Flugzeugflügel vergleichen der Loopings dreht.

Da ist die Vektorgeschwindigkeit hoch genug - hoffentlich - sonst müsste der Pilot den Fallschirm benutzen und das Flugzeug gehorcht den Gesetzen der Schwerkraft.

Dem ist dann nur der Luftwiderstand beim Fall entgegengesetzt aus dem vielleicht - mit Glück - erst später - nach dem Stall - wieder Auftrieb generiert werden könnte falls Flughöhe und Pilot geeignet sind.

Das Verhältniss tritt beim Darrieus nicht nur bei SLZ 1 ein sondern zu - und abnehmend darüber und darunter.

Aloys meint sicherlich dass Auftrieb und/oder Widerstand den Vortrieb erzeugen der dann das Windrad dreht wenn er sagt dass nur der Vortrieb dreht.

Stimmt dann ja auch.

"generieren aber bei Schwachwind früher das nötige Drehmoment um auch früher anzulaufen als Schnellläufer."
Die laufen, wenn zu klein gebaut und für zu kleine TSR ausgelegt, offensichtlich nie an, was ja bei VM Rotor bisher das Problem ist.

Nochmals:Energie möchte ich mit dem Modell auch nicht gewinnen - Im Velomobil dann schon.
Mir geht es nur darum unter welchen Umständen das Modell von selbst weiterläuft.

Aber nur, wenn ein relativ dünnes asymmetrisches genommen wird, wie z.B. NACA 4412.
S. in genanntem Beitrag das 3. und 4. Bild.

Kann sein, dass bei -3° noch mehr raus kommt. Könnte ich nachsimulieren. -5° ist mir nur mal so eingefallen.