Darrieus Anlaufprobleme

Durchmesser verringern oder savonius anlaufhilfe?

Menelaos

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 31.08.2020 - 00:31 Uhr  ·  #55496
Ich bin da sicher kein Experte aber wenn ich mir das Video ansehe und (ohne es jetzt nachzurechnen) die Drehzahl des Rotors im Verhältnis zu seinem Durchmesser betrachteb und mal voraussetzte dass es da stellenweise recht gut bläst dann kommen mir Zweifel auf - Zweifel daran ob hier überhaupt nennenswert Auftrieb im Spiel ist. Die Schnelllaufzahl scheint mir doch sehr gering zu sein. Ich vermute dass durch die starke Wölbung, die großen Endkappen und die Anwinklung des Profils vielleicht doch eher ein "Savoniuseffekt" maßgebliche Ursache für die Rotation sind....ich habe da zumindest meine Zweifel, lasse mich aber gerne eines besseren belehren.

vg
max

Carl

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 31.08.2020 - 05:44 Uhr  ·  #55498
Durch die Vektorgeschwindigkeit - wie bei normalen Darieusrotoren - bezieht Aloys Rotor seine uns noch unbekannten Leistungsbeiwerte möglicherweise weniger. Allerdings hat Aloys außer Windkraft noch ein weiteres Hobby, RC Fliegen, evtl. auch Modellbau und aus der Sparte hat er uns schon einige Überraschungen serviert:

https://youtu.be/sk_EHSAy85k

http://www.rc-network.de/forum…-amp-Fotos

Die Schnelllaufzahl bei Aloyx kann man ja nur schätzen, die vom mir vermutete ist - so sehe ich das auch - unter SLZ2, die Einschätzung dass es unbelastet .- so wie im Video - vergleichbar mit Savonius ist der dann etwa max SLZ 1,6 erreicht wäre dann wohl ziemlich zutreffend.

Das Funktipnsprinzip habe ich allerdings noch nicht ganz intus. Die plane (hier bei Aloys stark konkave) Seite des Profils nach aussen stehend kenne ich am aerodynamischen Profil nicht, verstehe auch noch nicht warum das Ganze gut läuft.

Ich hatte mal vor zig Jahren ein paar glatte komplett runde Pet-Flaschen von oben bis unten diagonal so in zwei Häften zerteilt das ich mit den schrägen offenen Hälften etwas entfernt ähnliches wie mit Aloys Profilen ausprobieren konnte. Damals habe ich daran nicht weiter experimentiert, der damit gebaute Rotor auch mit 5 Pet-hälften hat sich wegen wahrscheinlich falsch eingestellten Anstellwinkeln kaum gedreht, manchmal sogar rückwärts statt vorwärts.

FamZim

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 31.08.2020 - 10:41 Uhr  ·  #55499
Hallo

Mal sehen was wir da so haben.
Beispiel:
Ein symetrisches Profiel steht genau quer (von rechts nach links) zur Windrichtung, der Wind komt von unten dagegen.
Das ist ein Hindernis um das die Luft herum muß.
Also Staupunkt unter der ganzen Fläche und ein Ausweichen nur vorn oder hinten rum.
Hinten reist die Strömung sofort ab an der scharfen Kante und es gibt Wirbel (0ben) hinter dem Blatt.
Vorne rechts ist ein runder Bogen und die Strömung geht ein Stückchen , also vorn rechts herum.
Dabei entsteht ein Niederdruckgebiet an dieser Seite die das Blatt vorwärts zieht.
Da das Profiel aber auch gewölbt ist zum Druckpunkt hin, gibt es einen Gegendruck der nach links drückt, und dort entgegen wirkt.
Nehmen wir nun das gewölbte Profiel von Mir.
Es ist etwa 4 ° in den Wind gedreht.
Das vergrössert die Wölbung auf der Oberseite, so das die Luft weiter herum geleitet wirt ehe die Strömung in Wirbel übergeht.
Auf der Unterseite drückt die Strömung nur ganz kurz an der Nase nach links und dann auch nach rechts.
So geht Schub fast nur nach rechts und läst das Windrad anlaufen.
Sobald es läuft wirt es noch aerodynamischer, und über dem Profiel zur Welle hin (4° schräge) entsteht noch grösseres Drehmoment.
Zur Schnellaufzahl sehe Ich Eure Sorgen übertrieben, es beschläunigt bei eine Böh in 2 sek auf 3 U/min, das sind fast 6 mtr/sek, und das ist für das ganze Blatt, und nicht nur eine Blattspitze wie bei den anderen.
Ein Flugzeug welches mit 4 ° Sinkflug der Erde zustrebt kommt aus 1 mtr Höhe immerhin 14 mtr weit, ist jetzt nicht grade nur das 2 fache.
Durch Verluste wirt es aber nur unter 50% davon werden.
Es war sicher keine 6 mtr Wind, da werden ja schon Ängstliche ihr Windrad abstellen.
Am Profiel würde Ich erstmal nur das Ende, etwa 20 % von hinten auf horizontal ändern, da eine Wirkung wie beim Symetrischen vorne für etwas Rückwärtsgang sorgt.
Dann wäre der Anstelwinken nach aussen "insgesammt " noch grösser.

Gruß Aloys.

Carl

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 31.08.2020 - 12:36 Uhr  ·  #55500
Nach Beaufortkonnte man auf Zeichen auf See in einer Scala die Windstärke einschätzen, später wurden Zeichen an Land hinzugefügt:

Oben in den Bäumen bei Dir in Boen würde das Video dann (Zeige und dünne Äste bewegen sich) Windstärke 4 also zwischen 5,5 und 7 m/sec anzeigen.

Unten bei Dir ringsum geschützt kann zwar auch mal ein Fallwind kurzzeitig ebenso heftig einfallen doch eher selten. So würde man da eher mit max 4m/sec rechnen.

Du schreibst es beschleunigt in einer Boe in 2 sec auf 3 U/min (das wäre etwas langsam, vielleicht sind es 3 U/sec)

Also 3 U/sec wäre verdammt schnell, über SLZ 2 wenn die Boe am Boden 5 m/sec hat. Wahrscheinlich hat die Boe dann etwas mehr und die SLZ wäre dann unter SLZ 2 so und es stimmt wieder was Max und ich vermuten.

Es ist aber flott genug für sowas im Garten an einem Standort mit Zappelwind. Reicht voll um sagen zu können dass damit in den meisten Gärten in Deutschland noch kleinere Anwendungen betrieben werden könnten. Die flotte Anlaufreaktion reicht eigentlich schon um in etwa einzuschätzen dass da auch Drehmoment genug für sowas vorhanden ist.

Man muß bei Kleinwindanlagen berücksichtigven, dass die wenigsten Standorte gute laminare Windverhältnisse haben und dass es genug Leute gibt die trotzdem Bock auf irgend ein kleines Flatterding im Garten haben. Man kann ja nicht sagen dass an so einem Platz wie bei Aloys was anderes als ein Läufer funktionieren würde als einer der mit solchen Turbulenzen zurechtkommt.

Völlig egal dann das Leistungsverhältnis von normalen Windrädern in gutem Wind zu solchen Modellen. Man hat es selten genug mit gutem Wind zu tun wo sich ein Windrad auch von der Energiebeute bezahlt machen kann. Und dann ja sowieso nur die größeren richtig!

Carl

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 31.08.2020 - 13:16 Uhr  ·  #55501
Mal ne Zwischenfrage an Matthias:

Wie schwer ist Dein Darrieusrotor? In der Mitte scheint er ja recht wuchtig zu sein, was die Profile wiegen wäre auch interessant genug zu wissen, jedenfalls bei Lagerung mit Radiallagern ohne Achsiallager unten - um das Gewicht aufzufangen - kann das eine Rolle spielen.

Bei einem Radiallager werden die Kugeln bei achsialem Aufdruck (Gewichtsdruck) an die scharfe Abbruchkante ihrer Laufrinne gedrückt.
Auf Dauer verschleisst ein Radiallager so nicht nur schneller, auch die Reibung kann sich dort je nach Gewicht als Störfaktor für den leichtgängigen Lauf erweisen.

Der um 100 m hohe "Zwiebel" Darrieus in Cap Chat / Canada hatte wahrscheinlich unten Achsiallager die was aushalten. Trotzdem liefen diese schnell heiß bei starkem Wind. Das hatte etwas damit zu tun dass der Rotor nicht nur enorm schwer war - dafür waren die Lager groß genug ausgelegt - was dort gravierend zu Boden drückte war die diagonale Abspannung die bei Winddruck diesen über die Achse nach unten leitete.

Lager sind ein ganz spezielles Thema für das ich schon ein paarmal gekreuzigt worden bin!

FamZim

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 31.08.2020 - 16:21 Uhr  ·  #55502
Hallo Carl

Ich habe ja die Tischtennisbälle unter gehängt um Windböhen auf die Schliche zu kommen.
Dafon ist aber wenig zu sehen.
Kann mal jemand einen Tischtennisbal in den Wind hängen, die Geschwindigkeit messen und die Schräglage ?
Habe leider keinen Windmesser.

Gruß Aloys.

Carl

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 31.08.2020 - 18:32 Uhr  ·  #55503
Garnicht so einfach bei mir, Standort wie bei Dir fast nur stark turbulenter Schwachwind.

Nach allem was sich in Deinem Video bewegt, angefangen bei den Puste - Windrädchen über Gebüsch Bäume im unteren Bereich und oben (wohl etwa 10 -13 Meter hoch) wird das etwa so hinkommen dass Du dort unten nur selten 5 m/sec und vielleicht nicht mehr hattest. In solchen Spitzen wären 3 U/sec bei 5 m/sec mit Deinem Rotor nicht viel über SLZ 1

Gerechnet Durchmesser 0,6 m x 3,14 = 1,824 x 3 (U/sec) = 5,472 : 5 (m/sec Wind) = SLZ 1,0944

Carl

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 01.09.2020 - 07:20 Uhr  ·  #55504
Bei 4 m/sec Wind wären bei Dir dann SLZ 1,35 und

bei 3 m/sec Wind wäre das SLZ 1,824. Immer dann wenn Dein Rotor bei Diesen Windgeschwindigkeiten, also 3 & 4 & 5 jeweils 3 Umdrehungen in der Sekunde machen würde.

So gesehen hätte Max gut geschätzt wenn er sagt der Rotor läuft relativ langsam. Das ist kein Nachteil denn Schnelllauf geht meist mit kleinerem Drehmoment einher. Wichtig ist - für Aufstellung an sonst unbrauchbaren Standorten - wie sich Dein Rotor in dieser windrad feindlichen Umgebung verhält!

Da sich bei Deinem Rotor 5 Flügel in Kreis bewegen und so bei 3 U/sec 15 Flügel in einer Sekunde an Deinem Auge vorbeiflitzen ist dass optisch ein verdammt schneller Eindruck und selbst wenn man nur auf den kleinen Radius der Achse schauen würde, auch dort werden 3 U/sec noch als schnell empfunden.

Max scheint ein sehr gut trainiertes Auge für das Einschätzen der SLZ bei schwierig taxierbaren Modellen zu haben !

Menelaos

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 01.09.2020 - 15:00 Uhr  ·  #55505
okay, nun hat Carl also doch etwas gerechnet. ;-) ujd das alles ist ja noch ohne Last!

Bei so kleiner SLZ kann Auftrieb an den Profilen im klassischem Sinne eigentlich nicht das das Prinzip sein was hier zum Vortrieb bzw. zur Drehbewegung führt, jedenfalls nicht primär. Spannendes Konstrukt!!

FamZim

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 02.09.2020 - 16:52 Uhr  ·  #55506
Hallo

Erst mal danke für Eure Einschätzungen, ich denke ohne Windmesser geht es nicht genauer.
Da reicht doch sicher ein kleines Handgerät ?

Gruß Aloys.

Menelaos

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 02.09.2020 - 18:48 Uhr  ·  #55507
ja, das reicht für eine grobe Beurteilung

Carl

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 02.09.2020 - 19:42 Uhr  ·  #55508
Hallo Aloys, bevor Du Dich in Unkosten stürzt denk an die Turbulenzen und häufigen Windrichtungswechsel ! Handgehaltene Windmesser die einen "Propeller" haben müssen dem Wind nachgeführt werden, das wäre bei Dir nicht nur ein Ratespiel, in unserem Alter ist man auch selten so akrobatisch wie Deine Standortbedingungen es dann fordern würden.

Irgendwas kleines mit Schalenanemometer hilft Dir da weiter denn das ist Windrichtungs- unabhängig und nimmt auch die Turbulenzen gut mit.

Viel Spass beim Messen (Windgeschwindigkeit und Drehzahl simultan festhalten ist ja auch schon Kunststück genug!) Braucht man 4 Hände und 8 Augen!

Che

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 03.09.2020 - 08:51 Uhr  ·  #55509
Derzeit sowohl bei reichelt als auch bei conrad nichts mit Schalenkreuz zu bekommen. Gefunden: https://www.pce-instruments.co…listpos=20 Aber eben kein Schnäppchen mehr.

Macht doch Folgendes.
An der Außenseite eines Blattes farbig deutlich abhebenden Klebestreifen anbringen, rotes Isolierband z.B.
So kann man im Video zusammen mit einer Stoppuhr (-Funktion vom Smardphone) Umdrehungen aus zählen.
Windmesser auf einem Stab nahe dem Darrieus auch gleich mit Aufnehmen. Dann hat man die Windgteschw. auch dokumentiert.

Dennoch Ungenauigkeiten, denn der Wind ist ein schlüpfriger Geselle, und der Darr. durchaus träge.

Die "Bremskugeln" Alois, wirst Du abschneiden müssen. Fadenreste vielleicht ganz hilfreich. Weißt schon, weswegen.

Carl

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 03.09.2020 - 10:15 Uhr  ·  #55510

FamZim

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 03.09.2020 - 10:21 Uhr  ·  #55511
Hallo

Ja Schalenkreuzanemometer wäre gut, ewentuell oben auf die Achse stecken. (Ganz schön dür!).
Als Last werde ich mal 5 Luftbalons unten kurz anbinden.
Im Moment ist Windstille mit Nieselregen.

Gruß Aloys.

Carl

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 03.09.2020 - 10:46 Uhr  ·  #55512
Wenn Du Dir evtl. für 20 Euro zusammen die beiden Funkfahrradcomputer holst und das Schalenkreuz solide , größer und mit guter leichtgängiger Lagerung präzise selber baust ist das vielleicht genauer als so kleine Messgeräte oder Wetterstationen bei denen man nicht weiß ob sie durch Fabrikfehler oder auf dem Transport über Kopfsteinpflaster den genauen Gang verloren und/oder jemals genau geeicht waren. Wenn Du Dir das selber baust weißt Du doch genau was Du bekommst. Und die Fahrradcomputer gehen ohne Kabel über Funk mit dazugehörigen Sensoren die an der Welle laufen!

Che

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 03.09.2020 - 11:24 Uhr  ·  #55513
Durch Eigenbau genauer sein zu wollen als die Industrie, das nenne ich ehrgeizig bis vermessen.
Wie denn soll so ein Eigenbau geeicht werden?
Beim von mir verlinkten Windmesser angegeben: Genauigkeit + - 2%

Bei den Wetterstationen (Ebay-Links) ist das Problem, dass sie nur alle 2 min (z.B.) etwas übertragen. Ist, damit die Sendebatterie nicht zu schnell entläd.
Wenn schon Wetterstation, dann folgende von PSE: https://www.pce-instruments.co…_18507.htm
Tipp habe ich wohl von Wieso. Ist immerhin mit Datenlogger. Dafür durchaus preiswert.

Aber auch da muss man sehen, wie/ob man v_w in Echtzeit kommt.
Gewiss gibt es da einen Sensor, den man evtl. anzapfen kann. Verbleibt die Umwandlung in ein Messergebnis und wieder die Eichung.

Carl

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 03.09.2020 - 16:23 Uhr  ·  #55516
Sehr gut möglich, wenn es gute Ware ist dass das von Che vorgeschlagene Schalenkreuz Anemometer ziemlich genau arbeitet, nur leider ist es etwas teuer für den einen Versuch! Wir müssen doch meistens schauen wo das Geld mit unserem Hobby bleibt, mit Kleinwindanlagen ist kaum was zu verdienen.

Schon preiswert ist es 2 Funk Fahrradcomputer zu kaufen, knapp 20 Euro. Dass die genau arbeiten ist zu hoffen, immerhin sie zählen die Pulse bei jeder Rad Umdrehung wenn ein Magnet am Sensor vorbeiflitzt und dieser das Signal per Funk auf das Display überträgt. Das Signal sollte also nicht verfälscht auf dem Display landen.

Es geht auch noch billiger und vielleicht ganz ohne elektronisch falsch übertragene oder umgerechnete Fehlanzeigen:

Einfache mechanische Zählwerke gibt es auch extrem billig und da hat man dann ohne Umrechnung auf kmh oder Meter sehr genau die erwünschten U-Zahlen zum Vergleich die über längeren Zeitraum gemessen ein sehr genaues Bild der SLZ des Rotors ergeben würden. So genau wie eine Stoppuhr!

Sowas zum Beispiel kostet dann 2 mechanische Zählwerke zusammen knapp 10 Euro!

https://www.ebay.de/itm/5-Digi…0f8942e468

Das müßte sehr genau sein wenn man die SLZ eines Schalenkreuz Anemometers kennt. Soviel ich vermute ist es SLZ 1, das kann man ja bei Bedarf recherchieren oder man eicht das Selbstbau Schalenkreuz an einem anderen vielleicht auf dem RC Flugplatz? Man kann dieses Schalenkreuz im gleichen Durchmesser wie Aloys Rotor bauen nebeneinander laufen lassen und anhand der über einen Zeitraum gemessenen Umdrehungen vergleichen.

Vorausgesetzt Schalenkreuz hat SLZ 1 ist es dann nur noch Kinderspiel die eine Nummeration durch die andere zu teilen und man bedenke: Alles andere spielt keine Geige mehr, nur die über einen simultanen Zeitraum gemessene Gesamt - Umdrehung beider Rotoren.

Das Aloys ein Schalenanemometer sauber hinkriegt setze ich als anzunehmen voraus, und so kann er seine Messung auch ziemlich genau machen für ein Bruchteil an Kosten.

XXLRay

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 04.09.2020 - 05:32 Uhr  ·  #55517

Carl

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Re: Darrieus Anlaufprobleme

 ·  Gepostet: 04.09.2020 - 07:07 Uhr  ·  #55519
Je länger wir uns damit beschäftigen desto einfachere und bessere Lösungen finden sich ein!

Das mit den Ping-pong Bällen ist eine tolle Möglichkeit!

Es erspart viel Bauaufwand. Wenn - wie XXLRay vorschlägt so ein Schalenanemometer kalibriert wird und man damit den Nenner seiner SLZ ermittelt hat kann man beide Läufer mit

- genauso oder ähnlich wie von Che vorgeschlagen -

einem leuchtenden Farbtupfer auf einem der Flügel - respektive Halbschalen nebeneinander mit dem Handy aufnehmen, die Zeit dazu einblenden und die Umdrehungen separat unter mehrfachem Abspulen des Videos mitzählen.

Es sei denn Aloys hat Augen mit Multitasking Fähigkeiten, dann reicht einmal Abspulen.

Leonardo da Vinci jedenfalls hätte das gekonnt, er hatte das schnelle Auge und konnte sogar den Flügelschlag von Libellen im Flug differieren. Er erkannte dass bei der Libelle Vorderflügel und Hinterflügel entgegengesetzt "rudern".

Dann braucht man nur noch den für das Anemometer auf gleichen Umfang wie beim Darrieus und SLZ 1 umgerechneten Nenner mit dem Zähler des Darrieus teilen und - Hokuspokus - die SLZ des Rotors kann aus dem Chapoklap gezogen werden.