Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

BerndH

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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 04.12.2008 - 12:58 Uhr  ·  #9625
Nach meiner Einschätzung kann man auf der Seite, die gegen den Wind läuft, kein wirkliches Auftriebsverhalten nutzen.
Auftriebsläufer erzielen ihre Eigenschaften erst bei hohen Schnelllaufzahlen, unser Rotor dreht aber recht langsam.
Der "normale" Darrieus hat z.B. unter einer Schnelllaufzahl von 3,5 ein sehr mässigen bis schlechten Nutzungsgrad.

In einem grossen Teil des 360 Grad Umlaufs fungiert unser Rotor als eine Art Savonius oder als eine Art durchströmter Savonius,
also eher als Widerstandläufer mit entsprechend niedriger Schnelllaufzahl.
Diese Nutzung des Widerstandläuferprinzips wäre gar nicht gegeben, wenn der Rotor mit einer Schnelllaufzahl deutlich grösser als 1 laufen würde.
In dem Bereich wo der Flügel gegen den Wind rennt hat er zwangsweise auch diese geringe Schnelllaufzahl und
damit sind die Voraussetzungen für einen Auftriebsläuferbetrieb nicht wirklich gegeben.

Ich sehe Verbesserungen eher dahingehend den Widerstand beim "gegen den Wind rennen" zu minimieren,
durchaus auch durch eine Strömungsoptimierung am gesamten Profil,
sowie durch Minimierung des Widerstandes der Frontfläche.
Desweiteren vermute ich ebensoviel Optimierungspotential beim "Einfangen" und "Einpressen" des Windes im "Schiebebetrieb" sowie
auf eine grössere Ausdehnung der Umlauffläche in der nennenswerte Leistung erzeugt wird.
Auch sind ja noch abgewandelte Flügelformen denkbar, z.B keine geraden Flügel wie derzeit, sondern z.B. eher leicht deltaförmige etc.

Ich werde demnächst mal Werte für den erzeugten Vorschub in Bezug auf die Position des Flügels im 360 Grad Umlauf ermitteln.
Vorab kann ich aber schon soviel sagen, das der meiste Vortrieb dann erzeugt wird,
wenn der Flügel vorne im ca. 75 Grad Winkel getroffen wird.
Ein weiteres kleineres Antriebsmoment ergibt sich wenn der Flügel weiter hinten wiederum ca. im 75 Grad Winkel zum Wind steht.
Alle anderen Positionen erzeugen ein viel kleineren Vorschub und an einigen Positionen bremst der Gegenwind auch etwas.

Vielleicht kann Andre diese Werte die ich für den Kreisumlauf ermittle in ein schönes Diagramm wandeln,
falls meine Excel Fähigkeiten dafür nicht reichen sollten :)

hotel exray

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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 04.12.2008 - 15:56 Uhr  ·  #9631
Hallo alle zusammen,

Das ist ja ein Ding: Bernd schreibt hier hier das hin, worauf ich seit gestern noch rumdenke ;) , also Widerstandsläufer auf der einen und Auftriebsläufer auf der anderen Seite. Das mit dem erzeugten Auftrieb auch ein Vortrieb entsteht ist unbestritten, (Autorotation bei Hubschraubern), ich frage nich nur, wieviel von diesem Vortrieb durch die Verrwirbelung hinterm Vorflügelwieder zunichte gemacht wird. Carl schreibt auch, dass sich "möglicherweise" eine Wechselwirkung zwischen Vorflügel und Einleitfläche aufbaut, welche die Strömungsabrisse "vielleicht" glättet.

Meine Idee ist, den Vortrieb durch den Widerstand (also bei Anströmung von hinten -+90°) zu erhalten - also Vorflügel als offenes Profil wie bisher- und wenn der sich der Flügel gegen den Wind bewegt, nur den aerodynamischen Vortrieb zu nutzen und den Widerstand dadurch zu minimieren, in dem sich der Vorflügel durch den Staudruck eng an die Fläche anklappt. Das könnt z. B. durch ein Scharnier am vordersten Punkt des Vorflügels möglich werden. Dreht der Rotor in den Wind, legen sich beide Vorflügelhälften an das Blech oder Profil an und bilden lediglich ein tieferes Profil (hat hier schon mal jemand über Re-Zahlen nachgedacht?), läuft der Flügel durch den Wind werden die beiden Vorflügelhälften, eventuell von leichtem Federdruck unterstützt, wieder ausgeklappt und der volle Querschnitt steht wieder für achterlichen Wind bereit.
Ich hoffe, das ich das jetzt nicht zu "verquast" ausgedrückt habe.

Was haltet Ihr von der Idee?

Windikus

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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 04.12.2008 - 16:00 Uhr  ·  #9632
@Bernd
Zitat
Vielleicht kann Andre diese Werte die ich für den Kreisumlauf ermittle in ein schönes Diagramm wandeln,
falls meine Excel Fähigkeiten dafür nicht reichen sollten


Aber natürlich, immer her damit, werde mein möglichstes tun :)

@hotel exray

super Idee, sollten wir auf jedenfall mit in die "Vermessung" mit einbeziehen. Man müßte nur genau überlegen welches Material solche Belastungen standhält.
Zum Testen reicht es sicherlich den Vorflügel der Länge nach durchzusägen und mit Steinklebeband wieder zusammenzukleben. Innen ein schwache Feder angebracht und schon kanns losgehen :).
Wenn nur der Bau meines Messstandes mit der Intensität meines Enthusiasmus Schritt halten könnte :lol:



Gruss
Andre

Tüftler

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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 04.12.2008 - 18:55 Uhr  ·  #9634
Hallo alle zusammen,
habe heute eine interessante Beobachtung gemacht, und zwar im Windkanal der freien Natur, wir hatten die letzten Tage viel Schneefall, zum Teil als Schneesturm, die Bäume und Masten hatten an der Sturmseite auf ihrer gesamten Höhe ein Schneeprofil erhalten, diese Profilnase war allerdings spitz wie ein Dreieck, und nicht ganz so breit wie der Stammdurchmesser.
es wäre vielleicht einen Versuch wert, den Vorflügeln mal eine spitze Nase auf die runde aufzukleben, und mal sehen ob das was bringt.
gelegentlich kann man schon etwas von der Natur lernen 😉

arcobär

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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 04.12.2008 - 21:33 Uhr  ·  #9635
Eine spitze Fläche ist nicht unbedingt strömungsgünstig. Wassertropfen und die Vorderkanten von Flugzeugflügel sind nicht spitz.

Ich verstehe ja, dass euch jetzt der Forscherdrang gepackt hat, aber wir sollten doch versuchen gerade das Geniale von Carls Erfindung, die einfache Konstruktion, beizubehalten. Wenn sich noch herausstellen sollte, dass das gerade Profil auch nicht viel schlechter ist, benötigt man für einen durchströmten Flügel wirklich nur ein Brett und ein Stück Rohr oder Dachrinne.
Den Wirkungsgrad eines horizontalen Auftriebsläufers werden wir mit einem Widerstandsläufer nicht erreichen.

Lasst uns lieber nach Lösungen zur Meisterung seines einzigen Nachteiles, die niedrige Schnelllaufzahl als Widerstandsläufer, suchen.

Gruß Uli

BerndH

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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 04.12.2008 - 23:33 Uhr  ·  #9639
Hallo Leute

Ich habe gerade den Unterschied zwischen gerundeten Leitblech und einem Leitblech aus einem einfachen
geraden Stück Blech messmässig erfasst und dargestellt.
Beide Leitbleche, das gebogene sowie das gerade sind 13,2cm tief.
Eigentlich wollte ich den gerade Flügel aus Kunststoff herstellen.
Ich hatte mir zu diesem Zweck Abdeckungen von Kabelkanälen besorgt.
Daraus schnitt ich den Flügel aus.
Leider ist aber Kunststoff mit ca. 2mm Stärke unprofiliert und ohne Wölbung (!) derart instabil das ich dann doch wie Alu nahm.

Auf den Fotos erkennt man den Unterschied in der Formgebung der Leitbleche.
Darunter dann die Diagramme mit den Kennlinien die sich aus den ermittelten Werten ergaben.
Auch wenn es so aussieht, ich habe die Kennlinie für das gerade Blech NICHT manipuliert. :D
Die Werte für das gerade Blech habe ich genauso ermittelt wie die für das gerundete Blech.
Da darf man nicht traurig sein, ein gerades Blech hat ja absolut keine Stabilität (schrieb ich oben schon).
Insofern bis ich ganz glücklich über das Ergebnis.
Andererseits, wer unbedingt ein gerades Blech oder Brett nutzen möchte liegt auch nicht soo viel hinter der gerundeten Version.


Carl

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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 05.12.2008 - 02:14 Uhr  ·  #9641
Gestern abend konnte ich kein Komentar zu den hochkreativen Vorschlaegen von Dieter, Andre, Tueftler und nicht zuletzt auch von Uli geben, aber da sich hier in derart rasanter Reihenfolge so wichtiges wie die neuen Messergebnisse von Bernd ergeben, moechte ich doch ganz kurz nur gratulieren. Wir sammeln hier gemeinsam Ergebnisse, von denen ich sehr lange Zeit nur traeumen konnte. Uli, Du hast recht, aber vielleicht wollen Dieter, Andre und Tueftler es Bernd nachtun und uns die spaeteren Ergebnisse ihrer Versuche und Messungen nicht vorenthalten, fuer den Fall, dass Experimente in der Praxis erfolgreich verlaufen sollten. Das Kommentar von mir mit der Glaettung der Verwirbelungen beim Stroemungsabriss an den Vorderfluegelkanten war nicht nur auf den als "Splitterplate" wirksamen Hinterfluegel bezogen. Nach Prof. Meier a.D. vom aerodynamischen Institut von Goettingen bewirkt eine hinter unfoermige Koerper in einer Stroemung gestellte Platte die Aufloesung der sich dort aufbauenden Verwirbelungen. Sobald also meiner Vermutung nach sich bei passenden Anstellwinkeln beim durchstroemten Fluegel der kleinste Druck durch von der hinteren Leitflaeche einwirkende Luft im Inneren des Vorfluegels aufbaut, vermute ich dort ein Luftkissen, welches irgendwie die extreme Rauigkeit des Profils neutralisiert. Carl

arcobär

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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 05.12.2008 - 09:30 Uhr  ·  #9642
Hallo Bernd,

hat das gerade Profil die gleiche Tiefe, wie das gebogene Profil? Der Flügel müßte durch Streckung des Profils tiefer wirken, er sieht aber eher schmaler aus.
Gerade Profile lassen sich aus Blech nicht stabil bauen, da ist Sperrholz eventuell günstiger.

Danke für deinen Einsatz. Die wichtigsten Messungen hast du ja nun gemacht.

Ich bin als Elektroniker schon am Überlegen, wie man bei den niedrigen Drehzahlen mit gängigen Mitteln optimal Strom erzeugt.

Gruß Uli

Carl

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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 05.12.2008 - 10:27 Uhr  ·  #9643
Hallo, wegen der Stabilitaet gebogener Leitbleche, total korrekt, bei einer Leitflaeche aus Brettern spielt das vielleicht weniger Rolo, aber bei duennen Blechen draussen im Einsatz sind gebogene Leitbleche einfach viel stabiler. Was mich besonders freut, ist, dass Bernds Messung auch eine bessere Kennlinie bei Gerundeten zeigt. Nachdem ich mich doch bei der Fluegelnase so geirrt hatte. Allerdings habe ich nie ganz halbrunde Vorfluegel genommen, sondern immer die Kanten einen Tick weiter nach hinten gefuehrt, wie ein sehr kurzes Hufeisen oder U im Profil. So muesste man das im Vergleich vielleicht noch miteinbeziehen und auch messen. Ich hab mir z.B. einfach duennes Alublech mit der Hand ueber ein rundes Rohr in die gewuenschte Form gebogen fuer solch eine Vorfluegelform. Was die spitze Fluegelnase von Tueftler betrifft, da will ich zu geradeausfliegenden Objekten oder Telegraphenstangen im Schneesturm keine Lippe riskieren, was allerdings unseren Vorfluegel betrifft, so habe ich ja schon wiederholt vermutet, dass im Inneren der Fluegelkavitaet aerodynamische Reaktionen stattfinden koennten, die wir noch garnicht so genau kennen. Das gilt nicht nur fuer die ueber die Leitflaeche von hinten eingeleitete und so verstaerkte Stroemung, es gilt auch fuer einen Auf- und Vortriebstriebseffekt, der bei Anstellwinkeln von vorne auch noch zu beobachten ist. Sobald also die Stroemung nicht mehr direkt von vorne sondern mehr seitlich auf den Fluegel einwirkt, fliesst die Stroemung auf der einen Seite ueber einen laengeren Weg ueber den Vorfluegel und auf der anderen Seite ist er kuerzer, wo dann vielleicht - von einem Vakuum im Vorfluegel angesaugt - diese Stroemung in den Vorfluegel einstroemt und dieses dort wieder auffuellt. So entsteht vielleicht auch dieses Luftkissen auf der Rueckseite, welches ich vordem schon als verantwortlich fuer eine Glaettung der Verwirbelungen an der der Stroemung abgewandten Abrisskante des Vorfluegels verantwortlich vermutete. Kommt die Stroemung von hinten, ist ein Luftkissen auf der der Stroemung abgewandten Seite des Fluegels ja eigentlich sowieso schon logisch wegen des entstehenden hoeheren Drucks im Vorfluegel der sich auf der abgewandten Seite Ausgleich verschaffen will. Ueber dieses Luftkissen rauscht dann der Luftstrom der ueber den Vorfluegel laeuft und - wenn es denn so ist - wird geglaettet und das Ganze wirkt mehr oder weniger wie ein geschlossenes Profil. Schwer, sich das bei einer derart primiriven Profilform vorzustellen, aber Bernds bisherige Messungen koennten vielleicht eine solche Vermutung zulassen. Die Auftriebswerte sind einfach besser als bei einem Widerstandslaeufer, und der Vortrieb geschieht ja in hoeherer Geschwindigkeit als es die Geschwindigkeit des Windes ist. Auf die Wechselwirkung des Vorfluegels bezogen, waere dann eine spitzes Vorfluegelprofil vielleicht garnicht so foerderlich. Nichts destoweniger findet man beim Ausprobieren oft unerwartete neue Eigenschaften und man bekommt auch eine Menge neue Ideen dabei. Also soll mein Betrag nur dazu dienen, moegliche Gesichtspunkte, die mir schon bekannt sind, einzubringen, aber ja bloss nicht verhindern, dass andere ihre Ideen in die Praxis umsetzen. Carl

BerndH

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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 05.12.2008 - 10:45 Uhr  ·  #9644
@ Uli
Auf den Fotos wirken Proportionen leider manchmal nicht wirklichkeitsgetreu. Tatsächlich sind beide Leitbleche 13,2cm tief.

@ Carl
Vielleicht sollte ich mal Versuche mit einem versetzen Vorflügel machen ?
Mit versetzt meine ich, das er vorne nicht mittig vor dem Leitblech steht, sondern eben auf einer Seite weiter übersteht.
Ich könnte mir vorstellen das wenn der Vorflügel ein wenig nach Rotoraussenkante verschoben wird,
sich eher ein Tragflügelprofil bildet, das in etwa die Eigenschaften zeigen könnte, wie von Dir Carl vermutet.
Das ist ja recht leicht gemacht, das werde ich testen.
Vorflügel also ca. 2/3tel nach aussen, ein drittel nach innen.

Carl

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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 05.12.2008 - 12:04 Uhr  ·  #9645
Ja Bernd, einen Versuch ist das immer wert, auch wenn es gegen das Darrieus-Prinzip des symmetrischen Profils verstossen wuerde. Was den Auftrieb bei Anstroemung von vorne betrifft: Um das mit einem primitiven Experiment zu demonstrieren, habe ich oft schon zwei Visitenkarten oder Spielkarten, Postkarten gehen auch, genommen und eine davon in Form des Vorfluegels gebogen aufrecht stehend auf eine glatte ebene Oberflaeche gestellt. Dann habe ich die gerade Flaeche der zweiten Karte mittig ganz so wie beim durchstroemten Fluegel dahinter mit einer Hand fest gehalten, den Vorderfluegel aber frei stehen gelassen. Wenn ich diesen so improvisierten durchstroemten Fluegel nun mehr von vorne (von vorne, nicht von hinten) als senkrecht, allerdings auch nicht zu weit von vorne, sagen wir mit einem Winkel von 75° leicht anblase (Betonung auf leicht), dann wird der lose stehende Vorfluegel nicht mit dem Luftstrom davonrutschen sondern von mir aus seitwaerts, also senkrecht zur Stroemung vorantreiben und kippen. Das kann dann wirklich nichts mehr mit einem Vortrieb als Widerstandslaeufer zu tun haben! Der Fluegel muesste doch eigentlich vom Wind in die Windrichtung davongetragen werden! Aus diesem Grunde, weil der Rotor ja auch aus Bereichen im gegenlaeufigen Teil der Fluegel zur Stroemung in der Lage ist, aus dem Stand heraus frei anzulaufen, hielt ich es bisher fuer wichtig, dass das Profil symmetrisch auf beiden Seiten gleich offen gestaltet ist. Hierin kann ich mich durchaus getaeuscht haben, vielleicht ist es wirklich vorteilhaft, die Leitflaeche etwas zu versetzen. Deine Ueberlegung hat ja auch Hand und Fuss, vielleicht findest Du da mit entsprechenden Messungen einen vorteilhafteren Mittelwert heraus. Gruss,Carl

BerndH

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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 05.12.2008 - 19:47 Uhr  ·  #9651
Hallo Carl, sehr interessantes Experiment mit deinen Karten.
Ich hätte nie vermutet das die Karte dann auf dich zu kommen würde.
Da müssen wirklich Dinge ablaufen die nicht so sind wie man aus dem Bauch heraus vermuten würde.

Carl

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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 05.12.2008 - 20:01 Uhr  ·  #9652
Danke Bernd, jetzt wissen wir, auf welcher Spur wir sind. Carl

BerndH

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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 06.12.2008 - 00:59 Uhr  ·  #9657
Weitere Messungen am durchströmten Flügelprofil nach Carl von Canstein:

Hallo Leute:
heute habe ich mal mit verschiedenen Vorflügelpositionen herum experimentiert.
Ich habe heute den Vorflügel neben der üblichen mittigen Position vor dem Leitblech auch mal versetzt durchgemessen.
Das Ergebnis könnt ihr selber in den folgenden Grafiken beurteilen.
Bemerkenswert finde ich, das ein Versetzen zum Rotorinneren die Kennlinie sogar etwas glättete.
Lediglich der maximale Leistungwert sank ein klein wenig.
Es scheint als wenn eine mittige bis ganz leicht nach innen weisende Anbringung des Vorflügels optimal wäre.
Ein Versatz zum Rotoräusseren scheint eher kontraproduktiiv zu sein. Ich hätte das anders erwartet.



In der folgenden Grafik habe ich den Rotor mit 3 Flügeln ausgestattet.
Alle mit gerundeten Leitblech und montierten geschwungenen Endkappen.

Kennlinie 1 zeigt den Leistungsverlauf des 3 Flüglers wenn ich den "Ventilatorstrahl" genau mittig
auf das Zentrum des Rotors ausrichte. (Dort wo die Tragarmhalterung sitzt)
Kennlinie 2 zeigt den Leistungsverlauf wenn ich den Ventilator zum grössten Teil nur auf die "energetische Schokoladenseite",
also die Seite bei der das Rotorblatt mit dem Wind läuft, richte.
Erstaunlich zunächst mal die enorm hohe Leerlaufdrehzahl bei Anströmung der Schokoladenseite.
Desweiteren überrascht der super breite und hohe Verlauf der Leistungskennlinie.
Um das zu verdeutlichen habe ich die Kennlinien drehzahldeckungsgleich übereinander dargestellt.
Die Interpretation überlasse ich euch, bin gespannt was ihr dazu meint.



Schade das alle Experimente und Veränderungen derzeit keinen wirklichen Schub nach vorne bringen.
Man könnte natürlich auch sagen, ein Wunder das ich mit meinen anfänglich gewählten Dimensionen
so nahe am vermeintlichen Ideal lag.
Was können wir noch ausprobieren ?

Carl

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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 06.12.2008 - 02:02 Uhr  ·  #9658
Ob man ein in etwa vergleichbares Ergebniss in einer Freilandumgebung bei Abdeckung der gegenlaeufigen Rotorhaelfte auch so bekommt? Ich denke dabei an evtuelle Verfaelschungen durch den Ventilator als Stroemungsquelle. Ich bin sehr ueberascht von Bernds Ergebniss. Hast Du wieder toll gemacht, Bernd! Das Ergebniss mit versetzten Vorfluegeln allerdings hatte ich in etwa auch genauso erwartet. Na ja, wenn man 20 Jahre lang an so was rumfummelt bekommt man unweigerlich ein Gefuehl dafuer! Ich werd mir die Tabelle gleich abspeichern. Carl

Carl

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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 06.12.2008 - 07:32 Uhr  ·  #9659
Nochmal @ Bernd! Kannst Du vielleicht mit einem gemuetlicheren Gegenversuch zuhause herausfinden, ob es sich lohnt, sich ueber Verfaelschungen durch den Ventilator Gedanken zu machen? Ich meine damit, dass man als Gegenprobe die Position und Richtung des Ventilators beibehaelt und statt einer Richtungsstrahlung auf die verschiedenen Rotationsrichtungen des Rotors diese mit einer Platte (hochgestellter Tisch oder ausgehaengte Nachttischtuer?) abdeckt. Ideal waere vielleicht ein wie die Fluegellaufbahn gebogenes Blech. Ein Stroemungstechniker wird moeglicherweise meine Vermutung der Verfaelschung durch konzentrierte "Punktstrahlung" und - oder Verwirbelung bestaetigen, ueberleg mal, warum kommt man in einem Paddelboot stromauf am besten am Ufer vorwaerts? Das mit der vergleichenden Abdeckung laesst sich leicht im Haus machen, waehrend man das Experiment im Freien leicht auch auf den naechsten Sommer verschieben koennte. Bei der akribischen Messung wie Du sie immer machst, wuerden ja wegen Kaeltegebibber alle Daten noch mehr verfaelscht. Carl

Wind_Stefan

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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 06.12.2008 - 08:37 Uhr  ·  #9660
Hallo und guten Morgen,

ist erstaunlich was bei bernds messungen alles heraus gekommen ist. So wie die ergebnisse bis jetzt aussehen werde ich meinen dreiflügler h-rotor noch etwas modifizieren müssen. :)
Mein vorflügel ist im verhältnis zu bernds besten messergebnissen viel zu klein im durchmesser.

Zitat
Was können wir noch ausprobieren ?


Wenn man den rotor nur auf seiner "schokoladenseite" anströmt, dadurch die leistungswerte steigen, würde ich vorschlagen, was auch bernd schon weiter vorne angemerkt hat, die flügelvorderkannte so strömungsgünstig zu gestalten wie möglich.
Deshalb bitte ich meinen vorschlag von weiter vorne noch mal aufzunehmen:

weis nicht ob es was bringt wäre aber einen versuch wert.

Als weiteren versuch würde ich mal mit unterschiedlich langen leitblechen experimentieren.

Gruß
Stefan

BerndH

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Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 06.12.2008 - 09:53 Uhr  ·  #9661
Hallo Carl, hallo Stefan

Eins noch an alle die meine Diagramme betrachten:
Beim genauen Betrachten der Leistungsdiagramme fällt, z.B. bei den übergrossen Vorflügeln auf,
das sich der nutzbare Drehzahlbereich hin zu den unteren Drehzahlen verlagerte.
Bei einigen anderen Veränderungen sank "nur" die Leistung im oberen Drehzahlbereich,
im "Keller" blieb sie gleich.

Man könnte nun sagen "ist ja nicht so schlimm, dann nehme ich halt die Leistung bei einer geringeren Drehzahl ab"
Das ist zu einfach gedacht, denn ich habe euch etwas noch nicht mitgeteilt, was ich jetzt nachholen möchte.
Im unteren Drehzahlbereich, das fiel mir während der Messungen mehrfach auf, kommt der Rotor sehr schnell in die "Überbremsung".
Das bedeutet das dann spontan die Drehzahl UND das Drehmoment und damit einhergehend auch die Leistung zusammen bricht.
Das geschieht ganz besonders bei 50 U/min aber auch manchmal schon etwas höher bei z.B. 60 U/min,
wenn man etwas unvorsichtig abbremste.
Ein leichtes Lösen der Bremse führte dann nicht dazu, das der Rotor soviel Fahrt aufnimmt, wie es der Bremstellung entspräche.
Man muss die Bremse dann quasi "mehr als nötig" lösen damit der Rotor wieder auf eine nutzbare Drehzahl beschleunigt.
Erst dann lässt sich wieder Nutzenergie ernten.

Die Schlussfolgerung dürfte sein, das man mit den Veränderungen und Verbesserungen anstreben sollte,
den nutzbaren Drehzahlbereich nicht zu den tiefen Drehzahlen hin zu verlagern.

Bei Anströmung nur der Schokoladenseite ergab sich dieser Effekt der "Überbremsung" bei den tiefen Drehzahlen überhaupt nicht.
Das hatte mich sehr überrascht! Selbst bei 40 U/min war davon noch so gut wie nichts zu spüren.
Ich konnte quasi bremsen wie ich wollte. Das Kollabieren der Drehzahl und des Drehmoments war nicht oder nur
kaum wahrnehmbar, keine Ahnung warum.

@ Carl
Das mit der Abdeckung kann ich realisieren.
Das Problem ist aber vielmehr das, das ich derzeit noch keinen so breiten Luftstrom generieren kann,
das dieser den Rotor vollflächig beströmen könnte. Deswegen schwenkte ich den Ventilatorluftstrom um.

Ich habe schon in meinem Messie-Imperium gegraben und einen Kuhstalllüfter heraus gesucht,
den ich vor 20 Jahren bei meiner Hausrenovierung einsetzte.
Leider hat der auch nur einen 40cm Propeller aber immerhin 230 Watt und macht aber enorm Wind.
Eine Messung mit so einem lauten Ding ist aber sehr nervig, zumal eine einzige Rotormessung für 5 Drehzahlen
bei mir rund 15min dauert.
Irgendwie muss ich in der E-Bucht noch einen grösseren schiessen mit so 55cm oder noch mehr.

@ Stefan
Stefan der jetzige Vorflügel, den ich bei den Messungen verwendete ist ja schon recht windschnittig.
Mal schauen ob mir was in die Hände fällt, das dessen CW-Wert noch sinken lassen könnte.
Eine Grossteil des Luftwiderstandes des Flügels dürfte aber gar nicht von dessen Vorflügelfront stammen,
sondern von dem Rest dahinter.
Ein zu grosser Vorflügel wirkt im Nutzbereich auch hinderllich. Ich werde es aber mal testen.

Mit längeren Leitblechen wollte ich auch noch experimentieren.
Man verändert damit aber nur das Verhältnis von Vorflügel zu Leitblech.
Im Grunde könnte man sich das aber auch sparen, denn zwei Faktoren die wir quasi "nebenbei" und
fast unbemerkt ermittelt haben, geben einem die Dimensionen ja vor.

So dürfte (nach derzeitigen Kenntnisstand) das ideale Verhältnis zwischen Vorflügeldurchmesser
und Leitblechtiefe bei ziemlich genau 1:2 liegen.
Ebenso scheint sich das beste Verhältnis von "Flügel zu kein Flügel" auf dem Umfang des Rotors in der Gegend
von 1:3 bis 1:3,5 zu ergeben, wobei dieser Wert noch nicht so genau fest steht wie der des Vorflügel/Leitblech Verhältnisses.
Die Unterschiede bzw. Steigerungsraten von 1 Flügel zu 2 Flügel bis hin zu 3 Flügel lassen aber vermuten,
das der derzetige 3 Flügler naher dem Ideal liegt was den "Materialeinsatz auf dem Rotorumfang" anbetrifft.

Aus diesen beiden Faktoren ergeben sich auf einfache Weise, je nach Rotorgrösse, die vermeintlich optimalen Dimensionen.
Die Werteermittlung erfolgte allerdings an einem 50 x 50cm Rotor.
Es ist denkbar das sich bei grösseren Rotoren abweichende Idealwerte ergeben.
Das können wir aber derzeit nicht kostengünstig überprüfen.

Carl

Betreff:

Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 06.12.2008 - 10:31 Uhr  ·  #9662
@ Bernd! Was haeltst Du davon, Deinen staerkeren aber gleich grossen Kuhstallluefter in einem groesseren Abstand zum Rotor aufzustellen? Mit dem Abstand verbreitert sich der Luftstrom ganz deutlich. Vielleicht nutzt es auch was, kurzfristig Fenster oder Tueren aus beiden Richtungen so zu oeffnen, dass ohne Stau ein richtungsstabileres Durchstroemen der Luft erzielt wird? Lueften musst Du ja sowieso, empfohlen sind etwa 8 Minuten taeglich, wenn man den Empfehlungen meines Dorfblattes Glauben schenken darf. Allerdings werden die Richtungsveraenderung am Ventilator selbst aus groesserer Entfernung wohl weit weniger krasse Messunterschiede erbringen. Carl

Carl

Betreff:

Re: Darrieusrotor mit durchströmten aeroelastischen Flügelprofil

 ·  Gepostet: 06.12.2008 - 10:38 Uhr  ·  #9663
@Bernd: Vielleicht geht das mit der groesseren Entfernung ja auch mit dem schwaecheren leisen Luefter. Als Vergleichsmessung Abdeckung - ohne Abdeckung, wobei dann das einseitige Anstroemen durch Positionsveraenderung des Ventilators erst mal ausser Acht gelassen werden koennte. Carl