Hallo

vielleicht kann man dem Ventilatorproblem ausweichen indem man den Rotor ummantelt und nur die "Schokoladenseite" und evtl. den hinteren Luftaustritt öffnet. Bei unseren Dimensionen (50 x 50) wäre das sicherlich testweise mit Pappe möglich.
Ich habe hier im Forum schon mal von so einer (kommerzielle) Anlage gelesen, die eine solche Ummandelung hatte, finde sie aber nicht mehr .
Sollte das was bringen, würde es in der Praxis evtl. zusätzlich als Sturmsicherung fungieren können (durch Schließung des Lufteinlasses).

Gruss
Andre


PS.: Messtand nimmt langsam Konturen an

Vielleicht meinst Du den Savonius-Rotor der Firma TMA? http://tmawind.com Dabei handelt es sich allerdings um eine Mantelturbine, was ein grosser Unterschied zu einer einfachen Abdeckung ist. Abgedeckt wurde uebrigens schon die klassische persische Windmuehle. Die stand in einem halboffenen Turm, einfache sternfoermig von der Drehachse abstehende Bretterschaufeln nutzten nur die mitlaufende Seite am Wind. Ein echter Widerstandslaeufer! Dein Vorschlag mit Pappedeckel ist gut. Carl

Hallo,

einen Savonius-Rotor mit Flügelabdeckung haben wir vor einem halben Jahr als Wasserturbine vermessen. Die Abdeckung war sogar als Strömungsleitfläche ausgebildet.
Die Leistungswerte waren aber nicht sehr hoch. Wenn sich die Abdeckung zu nah an den Flügeln befindet, wirkt sie wegen der mit den Flügeln umlaufenden Luftströmung bremsend.

Beim Einsatz im Wasser macht eine solche Konstruktion noch Sinn, da man sie fest anbringen kann. Bei einem Windrotor müsste man sie drehbar lagern und dem Wind nachführen. Damit ist der Vorteil der Windrichtungsunabhängigkeit des Vertikalläufers dahin und ich kann gleich einen Horizontalläufer verwenden.

Gruß Uli

@ Uli: Meinst Du jetzt die Leistungsbeiwerte mit Leitblech oder ganz allgemein die des Savonius unter Wasser? Wuerde mich wundern, weil bei einem Experiment bei mir das Ding ganz schoen abgebrummt ist, der Rotor war nur etwa 15cm mal 15cm gross. Ich konnte den bei hoechstens 1,5 msec Fliessgeschwindigkeit im Wasser gerade eben noch festhalten. Schlaegt um sich wie ein bockendes Pferd. Die Lastwechsel werden bei der so hoeheren Energiedichte im Wasser sehr deutlich spuerbar. Ich habe bei meinem Savonius die kreisrunden Abdeckelungen oben und unten durch aehnliche Spanten wie beim durchstroemten Fluegel ersetzt, da soviel Endkappe garnicht noetig fuer Randverluste oder konstruktive Stabilitaet ist. Etwa S - foermige Spanten also oben und unten. Das oeffnet die Turbine auch etwas, so dass bei turbulenten Anstroemungen ein besserer Wirkungsgrad erzielt wird. Merkt es Euch, es ist ein guter Tipp, wenn Ihr mal einen Savonius bauen wollt. Carl

Carl, der Savonius mit 3 Schaufeln war relativ schmal und hoch, ich nehme an wegen der Drehzahl, und für die Messungen an unserem 35 t- Modellschleppwagen angeschraubt. Wir sind damit dann mit 1,2 und 3 m/s durch unsere Schlepprinne (280 m lang, 9 m breit und 4,5 m tief) gefahren.
Die Abdeckung bzw. Leitblech war nach meiner Einschätzung zu nah am Rotor angebracht, so dass dieser vielleicht gebremst wurde. Erwartet wurde ein Leistungsbeiwert über 40%, tatsächlich gemessen wurden nur knapp 20%.

Gruß Uli

@Uli: soweit ich was davon verstehe sind 20% fuer einen Savonius sehr gut. Vom durchstroemten Fluegel erhoffe ich mir bei maximaler Optionierung nicht mehr als hoechstens 30%! Man darf nicht vergessen, dass bei so niedriger Fliessgeschwindigkeit so manche andere Turbine noch nicht zu gebrauchen ist. Jedenfalls habe ich gehoert, die Horizontallaeufer seien unter Wasser erst ab 2 msec Fliessgeschwindigkeit einsetzbar. Wenn man im Auge behaelt, dass es noch freie Stellen mit weniger Stroemung in Fliessgewaessern (Fluesse, Baeche) gibt und dass auch die in Deutschland relativ langsame Stroemung im Tiedenwechsel auf dem Meer vom Savonius vielleicht noch genutzt werden koennte, liesse sich insbesondere im Zusammenhang mit Loesungen wie der von TMA mit Savonius vielleicht doch noch etwas machen. Was mich daran auch fasziniert ist ja, dass man den Generator bei Vertikalachsern ueber Wasser anschliessen kann. Optimale Stroemungsbedingungen sind im Wasser genauso wie in der Luft eher selten verglichen mit der Vielzahl von Standorten mit weniger guten Eigenschaften. Das ist ja auch ein Grund mehr, warum Kleinwindanlagen noch eine gute Zukunft haben duerften. Ich vermute ja auch, dass bei geringen Rotordurchmessern der Savonius wegen seines schon bei schwachen Stroemungen relativ guten Beiwertes die bessere Wahl sein koennte. Auch in der Luft. Wohlgemerkt, bei kleinen Abmessungen, also wie bei TMA, wo nur die nicht mitrotierenden stroemungsverstaerkenden Einleitflaechen so bombastisch gross erscheinen. Erst wenn man einen groesseren Rotordurchmesser haben will, ist wohl der H-Rotor wegen der dann weniger aufwendigen Bauweise und besserem erzielbaren Wirkungsgrad im Vorteil. Je groesser ein Savonius gebaut wird, desto schwieriger beherrschbar werden bei ihm leider die Lastwechsel. Carl

Sollten so vielleicht die Kanten unserer Vorflügel ausschauen ?



Das Bild zeigt die Flosse eines Wals.

Meine Kinder würden zu dem Bild sagen, "man ist das krass".
Die Natur hat ja bekanntlich die besten Ideen (und die meiste Zeit).

Ich denke, probieren sollte man das mal ...

Gruss
Andre

Ich muss erstmal Joerg fragen... Klasse Foto! Carl

N'Abend an die Runde,
ich denke es ist an der Zeit, dass von dem durchströmten Profil mal Daten bezüglich Auftriebsbeiwert und Widerstandsbeiwert ermittelt werden. Selbst wenn die Messunsicherheit + - 10% beträgt, erst wenn da Ergebnisse vor liegen, wird sich die Fachwelt der genauen Analyse annehmen, die dem Herrn v. Canstein bisher immer die kalte Schulter gezeigt hat.
So solide, wie die Messplätze bei acrobär aus sehen und vermutlich bei BerndH auch, sollte das leistbar sein.
Dabei kommt zugute, dass es nicht nötig sein wird, im gekrümmten Luftstrahl zu arbeiten, wie folgende Darstellung zeigt, und damit bin ich mir ziemlich sicher:

Es handelt sich also um die Wirksamkeit einer geraden Platte, mit einer, im Querschnitt kalottenförmigen Anfahrhilfe in sinnvollem Abstand zur Nasenkante. Immerhin, die gerade Platte erzeugt auch Auftrieb. Zwar nur verwertbar bis Anstellwinkel ca. 6°, und dann auch nur mit Beiwert 0,6, bei schon reichlichem Widerstandbeiwert von 0,07, aber immerhin. Wie sagen doch die Flugmodellbauer - mit dem richtigen Motor fliegt jedes Brett.
Die gekrümmte Platte hat schon wesentlich bessere Werte. Da geht der Auftriebsbeiwert bei 10% Profildicke schon bis 1,5. Deshalb ist es sinnvoll, auch mal das gekrümmte Profil zu messen. Immerhin soll ja man damit auch fliegen können.
Was positive Überraschungen bereiten kann ist der Umstand, dass der gebundene Wirbel, der den Auftrieb erzeugt, um das profil kreisen kann, da Kalotte einen gewissen Abstand zur Nasenkante hat. Der Auftrieb entsteht nämlich eher nicht dadurch, dass die Luft auf der Oberseite einen größeren Weg hat - wie soll das gehen, bei der geraden oder gekrümmten Platte? In Scripten von Hochschulvorlesungen findet man zum Auftriebsprinzip allgemein so etwas: Beim Anfahren entsteht durch die Schrägstellung an der Hinterkante ein Anfahrwirbel, der entgegen gesetzt um den Flügel einen gebundenen Wirbel verursacht. Erst wenn sich der Anfahrwirbel abgelöst hat ist der gebundene Wirbel und damit der Auftrieb voll entwickelt. Der gebundene Wirbel, der offensichtlich durch die Strömung auch danach noch mehr oder weniger angetrieben wird, werursacht messbare Geschwindigkeitsunterschiede auf beiden Profilseiten, die den Auftrieb dann wie bekannt erzeugen. Ab da decken sich wieder die Theorien. Dieser gebundene Wirbel wird also vom durchströmten Profil möglicherweise nicht wesentlich behindert.
Es muss also ein Messprofil her, nicht größer, als dass es in einen Bereich des Luftstromes mit gleichmäßiger Geschwindigkeit passt. Endscheiben sind wichtig, sonst verstärkter induzierter Widerstand (durch Randwirbelentwicklung). Dann muss die Auftriebsgleichung bemüht werden und die Auftriebskraft für diese Fläche bei dieser Luftgeschwindigkeit ermittelt werden, vielleicht für den Auftriebsbeiwert 1. Danach muss eine Kraftmesseinrichtung besorgt werden, die diesen Wert anzeigen kann, aber auch noch 1/10 davon einigermaßen genau. Federwaagen wären geeignet, aber so um den 100Gramm-Bereich. Geräte für den Physikunterricht, keine Fischwaagen. Vielleicht auch elektronische Briefwaagen.
Normalerweise ist der Widerstand um mindestens eine Zehnerpotenz geringer zu erwarten, aber da es hier sinnvoll ist, den ganzen Anstellwinkel- Bereich von 180 bzw. 360° zu erfassen, kann das etwa der selbe Messbereich sein.
Dann braucht man noch eine Möglichkeit, das Profil im definierten Anstellwinkel in den Luftstrahl zu bringen (Winkelmesser) und einen Stab, an dessem Ende eine kardanische Aufhängung ist, die Bewegungen in die Vertikale und Horizontale ermöglicht, Drehbewegungen aber sperrt. Vielleicht genügt so ein Teil aus einem Nusskasten, wenn es nicht zu viel Spiel hat. Mehr als +- 1° sollte es nicht sein. Geht alles in die Genauigkeit des Anstellwinkels ein. Übrigens sollte das Geschwindigkeitsfeld auch bei Querstellung des Messprofils zum Luftstrom auch noch genügend homogen sein.
Vielleicht lässt sich auch ein Physiklehrer begeistern. Zumindest am Gymnasium sollte sich so eine Apparatur zusammen stellen lassen.
Bei den Messungen sind die Anstellwinkel-Intervalle in den ersten 20° eng zu halten. Vielleicht alle 3° eine Messung. Danach können es ruhig Sprünge von 30° sein.
Ideal wäre noch, wenn zum Wirbelbrechen nach dem Propeller zumindest eine Lage engmaschiger Maschendraht gebracht wird. Sog. Karnickeldraht z.B., wobei eine noch engere Maschenweite, vielleicht 15-10mm noch besser wäre. Streckmetall, so wie beim Industrielüfter von BerndH könnte schon wieder eine Querkomponente rein bringen. Apropos quer, um den Luftschraubendrall zu kompensieren müssten Elemente aus gekreuzten Blechstreifen verwendet werden, wie z.B. Kellerfenster-Schachtabdeckungen, möglichst gekreuzt übereinander. Aber vielleicht beginnt ihr erstmal mit weniger Aufwand.
Nach den Messungen muss wieder die Auftriebsgleichung bemüht werden und nach dem Auftriebsbeiwert umgestellt. Mit der Widerstandsgleichung ist ähnlich zu verfahren.
Mit den gewonnen Datenpaaren, immer jeweils für einen Anstellwinkel kann man dann eine sog. Polare zeichnen, wobei die Daten alleine zur Einschätzung der Profilwirksamkeit schon genügen. Diese sind sicher für Viele von brennendem Interesse.
So, nun will ich es damit bewenden lassen. Womöglich ist Euch das eh alles klar.
Wenn noch Fragen, gerne. Vielleicht über privaten Zugang, wenn nich von allgemeinem Interesse. Wer Daten von Profilen braucht – private E-mailadresse angeben.
Gruß, Andreas

Hallo Andreas! Ich bin ganz ehrfuerchtig geworden! Das ist ein gefundenes Fressen fuer alle Experten im Forum! Danke Dir fuer die Hilfe! Gruss, Carl

Frage an Andreas: Der gebundene Wirbel, der um das Profil kreisen soll, bereitet mir noch einiges Kopfzerbrechen. Wenn mir dies beim im Windkanal stehenden Fluegel bei kleinen Geschwindigkeiten noch als moeglich erscheinen mag, so kann ich es mir bei einem Fluegel in Bewegung nicht mehr und schon gar nicht bei hoeheren Geschwindigkeiten vorstellen. Daher also meine Frage: Handelt es sich dabei um eine nachgewiesene Theorie oder wird es als reine Theorie gehandelt? Wie wurde das nachgewiesen und kann man das mit einfachen zur Verfuegung stehenden Mitteln selber am Objekt beobachten? Carl

Hallo Bernd

ich glaub dies passt ganz gut zum Thema:

"Walflossen sind die besseren Flügel"

http://www.spiegel.de/wissensc…52,00.html

Vielleicht sollte man in diesem Zusammenhang auch über eine Rundung des Vorflügels in der Vertikale nachdenken, ganz ähnlich der Walflossen.
Wenn man seitlich kleine Keile aus der Dachrinne aussägt könnte man dies unproblematisch bewerkstelligen ...... man müßte eindeutig mehr Zeit haben



Gruss
Andre

Hallo Jungs! Denkt daran, dass der durchstroemte Fluegel leicht zu bauen ist und dass ihr damit eine Arbeit angefangen habt, die manch einem, der sich mit einfachen Mitteln einen Rotor mit vertikaler Drehachse bauen moechte, sehr erleichtern kann. Das mit dem Buckelfluegel ist sicherlich fuer einen H-Rotor eine sehr interessante Option, aber dann vielleicht doch weniger als durchstroemter Fluegel sondern als voll ummanteltes Profil. Gegen gezackte Regenrinnen auf dem Messstand haette ich zwar nichts einzuwenden, aber prinzipiell suchen wir doch momentan nach der besten und einfachsten Loesung. Es besteht wahrscheinlich auch ein gewaltiger Unterschied zwischen der interreaktionaeren Zone zwischen Vorfluegel und Leitflaeche und dem gebuckelt auslaufenden hinteren Fluegelende beim Wal. Im Vorfluegel spielen sich beim durchstroemten Fluegel Dinge ab, die auch Bernd im Forum fuer Messmethoden als aus dem Bauch heraus als nicht vorhersehbar eingeschaetzt hat. :? Carl

@ Andre
Interessanter Bericht mit erstaunlichen Erkenntnissen. Wie so oft macht uns die Natur vielfach vor wie es noch besser geht.
Ich denke da auch an die abgespreizten Flügelspitzen beim Segelflug von grossen Vögeln. Dazu gibt es auch diverse Untersuchungen.
Oder die feinen Federn oberhalb des Flügels hinten, die sehr gut gegen einen Stall wirken.

@ Carl
Ob die Effekte (Wirbel) so unterschiedlich sind wie du vermutest Carl, wage ich zu bezweifeln,
zumindest kann ich es derzeit noch nicht beurteilen.
Immerhin sollen am Ende der Walflosse kleine Wirbel für ein verspätetes Abreissen der Strömung sorgen.
Du vermutest ja selber das Wirbel evtl. den Raum zwischen Vorflügel und Leitblech füllen.
Gut denkbar das sich duch einfaches "zacken" des Vorflügelrandes ein positiver Effekt einstellt.
Ebenso gut denkbar das es nichts bringt oder gar negativ wirkt.

Ich denke man sollte im Rahmen von Optimierungsversuchen nicht vorschnell irgendwelche Vorschläge als zu kompliziert oder was auch immer abtun.
Ich zumindest empfinde das Einfügen von Zacken als relativ einfachen Optimierungsversuch.
Eine gebogene Flügelfront ist schon schwieriger, aber auch die sollte irgendwann mal testweise drann sein.
wenn ich mich recht entsinne, war der Einflügler von Dir auf GC auch mit einer leicht gebogenen Front versehen.

Auch denke ich das es normal und gewünscht sein sollte, das im Rahmen von Tests und Versuchen auch in die eine
oder andere Richtung mal bewusst etwas "übertrieben" wird.
Das gehört sicher auch zum experimentieren und zum finden eines optimalen Mittelwegs dazu.

Im Augenblick fände ich nur sehr schwer realisierbare, oder nur mit speziellen Maschinenpark zu erstellende Lösungen nicht so toll.

Was den Vorschlag von Andreas anbelangt, so wäre unser Teststand in jetziger Bauart in der Lage
den Wert für den Windwiderstand sowie den für den Auftrieb in zwei getrennten Messdurchläufen, mit
jeweils anderer Aufstellung, zu ermitteln.
Dazu wären nur einige mechanische Modifikationen und eine andere Tragarmhalterung notwendig.
Evtl. müsste man ein verkürztes Profil erstellen, also keine 50cm lang.

Ich sehe eher das Problem der homogenen Luftströmung.
Da muss sich noch was tun bevor wir zu noch genaueren Messungen aufbrechen.
So wie der Wind derzeit daher kommt kann man nicht wirkliche Absolutwertmessungen vornehmen.
Im freien scheidet ganz aus, da sich dort die Verhältnisse von Sekunde zu Sekunde ändern.

Hallo zusammen,

Wow, was ein Thema,
ich versuche auch immer die jeweiligen Beiträge zu verfolgen, bis jetzt
konnte ich auch immer einigermaßen nachvollziehen was da angesprochen wurde.
Aber der Beitrag von Winfried hat mich dann doch ganz schön vom
Sockel gehauen. Hier werden Abläufe der Luftströmung geschildert, die ich so bisher nicht kannte.
Sicherlich gibt es auch andere Mitleser, die hiermit so ihre Probleme haben,
aus diesem Grund möchte ich zum einen anmerken, daß es für Leute wie
mich sehr hilfreich wäre, wenn Winfried seinen Vorschlägen eine kleine
Skizze beifügen könnte.
Z.B. wo genau und wie er mit Hilfe einer Brief- oder Federwaage die
Auftriebskraft ermittelt werden soll, oder wo und wie er seinen Stab mit
dem er die horizontale und die vertikale Stellung des Flügels im Windstrahl
verändern möchte, ansetzen will.

Zum anderen habe ich so meine Probleme mit der Schilderung:

Was positive Überraschungen bereiten kann ist der Umstand, dass
der gebundene Wirbel, der den Auftrieb erzeugt, um das profil kreisen
kann, da Kalotte einen gewissen Abstand zur Nasenkante hat.

Hier habe ich vor ein paar Jahren die Untersuchung genau eines solchen
abgebildeten einfachen Flügelprofils in den Staaten verfolgt.

Genau ein solches Profil (und auch andere)wurden im Windkanal auf
Verwirbelungen am Profil untersucht. Um das bildlich zu erfassen, wurden
ca.8cm lange sehr dünne bunte Plastikstreifen auf Ober- und Unterseite
des Flügels angebracht. Ebenfalls im Bereich über und unter dem Flügel an
feinen Plastik-Sehnen.

Hier konnte man im Windkanal sehr schön den Strömungsverlauf entlang
des Flügels und die Verwirbelungen in der Luft je nach Anstellwinkel
beobachten. Ich habe mir damals Video und Fotos sehr genau angeschaut
und ich bin mir sehr sicher, daß der Strömungsverlauf auch unter dem
Flügel laminar und homogen zur Windströmung verlief, solange der Flügel
nicht in den Stallbereich gedreht wurde und die Strömung an der
Flügeloberseite abriss. Diese Version mit dem gebundenen Wirbel war mir
nicht bekannt, ich könnte mir noch vorstellen, daß sich so ein Wirbel
aufbauen und sich der Windströmung entgegenstellen möchte, aber die
laminare Windrichtung hat im Praxistest klar überwogen.

Ich denke auch, daß man den Strömungsverlauf entlang der
kalottenförmigen Anlaufhilfe nicht mit dem Verlauf am abgebildeten Profil
vergleichen kann, die Strömung wird eben nicht laminar von der "Nase"
zur jeweiligen Oberfläche der gekrümmten Platte übergehen, sondern sie
wird an den Enden abreißen und entsprechende Wirbel erzeugen.

So stelle ich mir das jedenfalls vor, aber dies ist nur meine Meinung und
die muß ja nicht die richtige sein

Gruß
Günter
Westerwald

Hallo! Das mit der kalottenfoermigen Anlaufhilfe soll doch nicht etwa als Bezeichnung fuer den Vorfluegel des durchstroemten Fluegels gelten? Der Vorfluegel wird gerne nur als Anlaufhilfe oder Wiederstandslaufelement gesehen, aber das trifft meiner Meinung nach nicht ganz den wirklichen Charakter des aerodynamischen Vorganges, der sich interaktiv zwischen beiden Fluegelteilen abspielt. Ich habe schon mehrmals hier im Forum auf noch nicht erklaerte Eigenschaften des durchstroemten Fluegels hingewiesen, im Forum fuer Messmethoden habe ich auch praktische leicht nachzuvollziehende Experimente genannt. Wenn man einen durchstroemten Fluegel, der mit der Nase zu einem mit Waescheklammern an einer Waescheleine aufgehaengtem Seidentuch gerichtet senkrecht oder wahlweise auch waagerecht stehend seitlich hin und her bewegt, auch ohne dabei den Anstellwinkel des Fluegels zu veraendern oder zu schwenken, so wird das Seidentuch vom entstehenden Luftzug nicht davongewedelt sondern zum und in den Fluegel hineingezogen. Ich kann jetzt nicht alle anderen Experimente, mit denen ich eine mir bisher noch nicht eindeutig erklaerbare stroemungstechnische Eigenart dieses Fluegels sichtbar zu machen versucht habe hier an dieser Stelle unterbreiten, es sprengt auch meine zeitlichen Moeglichkeiten, aber dass die Aerodynamik an unserem Fluegel so einfach nur als Vortrieb aus dem Widerstandsprinzip gedeutet wird, hoffe ich mit diesem simplen und ohne grossen Aufwand fuer jeden nachvollziehbaren Versuch mit dem Seidentuch dann doch zu zerstreuen. @ Bernd: Ich bin garnicht gegen Ideenreichtum und kreative Phantasie sondern fuerchte lediglich, dass diejenigen, die sich hier der muehevollen und zeitaufwendigen Disziplin der Messungen unterwerfen allzusehr abgelenkt werden. Wir haben hier bereits ein ziemliches Pensum vorliegen, und da ruehrt meine Sorge her. Wenn ich da die Kapazitaeten unterschaetze, so bitte ich um Verzeihung. Gruss,Carl

Hat jemand eine Idee, wie man einen "Rauchstrahl" wie er auch im Windkanal oft zu sehen ist,
selber generieren kann ?

Um ehrlich zu sein habe ich, wie Günter auch, Probleme damit mir vorzustellen das sich an einem herkömmlichen
Tragflächenprofil im normalen Wirkbetrieb (!) eine Luftströmung ausbilden soll, die an der Unterseite des Flügels
entgegen der Windrichtung verläuft. In Windkanalvideos die ich bis jetzt sah, konnte ich das so nie erkennen.
Ich könnte mir das, wie es Günter auch schon schrieb, eigentlich nur vorstellen wenn der Flügel sehr steil angestellt wird,
also in einer Extremposition.

Hallo Bernd

wir haben früher als Kinder Stinkbomben aus Wunderkerzen und PVC-Heftumschlägen gebastelt. Einfach die Umschläge um die Wunderkerze herum gewickelt und und mit Draht befestigt. Das rauchte wie der Teufel :twisted: und stank wie die Pest. Vielleicht gibts heute eine Kunstoffart die nur noch raucht und nicht mehr stinkt.

Alternaiv fällt mir da nur noch eine Nebelmaschine wie's die DJ's verwenden ein.

Gruss
Andre


PS.: Diese Stinkbomben eignen sich nach wie vor hervorragend als Wunderwaffe gegen Wühlmäuse und Buddelflink's