tragflügelprofil an leitfläche

[doc66]

hallo constant,

vielen dank für deine ausführliche antwort. ich hatte es so verstanden, dass die nase den luftstrom um die leitfläche herumleitet. dann wäre eine nase des leitflügels mit passender rundung strömungstechnisch besser. und wenn ich schon dabei bin hätte ich halt den leitflügel gleich profiliert. ich bin gerade dabei das ganze auf cad umzubauen damit mein bekannter das mal simulieren kann. bin gespannt wie die strömungsverhältnisse der simulation aussehen. wenn ich soweit bin werde ich gerne berichten. ich denke dass die drehmomentprobleme beim anlauf durch die verwirbelung an der nase der leitfläche entstehen.

we wil see...

[MaRiJonas]

Hallo constant,

vielen Dank für Deine ausführlichen Versuche und Messungen. Das befriedigt und bestätigt meinen Wissensdurst.

Was hast Du in Deinen Diagrammen an den x- und y- Achsen genau aufgetragen?

Der französische C-Rotor gefällt mir und scheint plausibel.

Erstaunlich, dass der Lenz so wankelmütig ist.

Weiterhin viel Erfolg bei Deinen Optimierungen und lass uns bitte an Deinen Ergebnissen teilhaben.

Herzliche Grüße

Richard

[Constant]

Hallo Richard
Frage bitte jetzt nicht, wie ich meine Diagramme Codiert habe. Ich habe übrigens, wie ich später feststellen musste ein falsches Diagramm mitgeschickt. Dasjenige mit dem Zu kurzem Flügel ist dasjenige mit 8 (am Ende), was bedeutet, dass der Leitflügel im 80 Grad Winkel stand. Alle anderen Diagramme haben am Ende eine 9 (= 90Grad). Der Unterschied ist aber nicht riesig, auch der 90 Grad (ZU KURZE) Leitflügel schneidet wesentlich schlechter ab. Die Kurve ist nur nicht so zerhackt. Bei bereits 22 Messungen kann so ein kleiner Irrtum schon mal mal passieren.
Jetzt die Koordinaten
In der Horizontalen hast du die Umdrehungsgeschwindigkeit des Testmodels. Genau sind es die km/h welche der Zähler angibt, geteilt duch 6 Magnetsensoren,(WEGEN DER HöHEREN GENAUIGKEIT). Immer bei dem Gleichen Wind. Ohne Testmodel im Windkanal waren sind es mit geringen Unterschieden 4,35 m/sec. Und mit dem Modell in Betrieb Etwa 3,25 m/sec (unterschiedlich) je nach Belastung des Rotors. Genaugenommen könntest du die Horizontale deshalb auch als Schnelllauf des Rotors betrachten.
In der Vertikalen hast du dann die Leistung in Watt, woraus du so auch den CP festlegen kannst.
Du kannst dir wohl ausrechnen, dass bei weiteren 40 Messungen, (welche ich beabsichtige) noch zwei Monate Arbeit ins Land gehen. Ich habe mit dem Fr C-Rotor begonnen, weil die 160 mm Halbschalen auch genau das gleiche Maß für den Lenz 2 sind.
Gruss
Constant

[Bernd]

Hallo Constant und vielen Dank für deine Ausfürhungen und die Grafiken, für mich ist das alles sehr interessant.
Ich habe derzeit leider sehr wenig Zeit, deshalb antworte ich erst jetzt.

Die Zeichnung mit dem Bild und Diagramm des französischen Modells mit den sehr grossen Vorflügeln zeigt
einen CP Wert von über 30 % was ich sehr erstaunlich finde. Natürlich ist jede Messung immer nur so gut wie ihre Ausführung
und so kann man so etwas glauben oder auch bezweifeln.

Ich finde es sehr gut das du nun viele Vergleichsmessungen anfertigen willst und habe gleich ein paar Fragen und Anmerkungen.

Die Windgeschwindigkeit während der Messung misst du vor oder hinter dem Windrad ? Eigentlich müsste es ja sogar egal sein,
jedenfalls in einem Windtunnel. Wenn ich dich recht verstanden habe konntest du feststellen das die Windgeschwindigkeit umso
mehr absank je mehr Leistung du dem Rotor entnommen hast ?

Apropo Leistung, hast du die mechanische Leistung an der Welle gemessen für die leistungsangaben ?

Das mit dem merkwürdigen Anlaufverhalten des Lenzrotors konnte ich bei mir überhaupt nicht feststellen.
Mein Test-Lenz lief immer genauso problemlos an wie der C-rotor.
Ich testete immer 3 flügelige Rotoren. Wie viele Flügel hast du verwendet ?

Grüsse

Bernd

[MaRiJonas]

Hallo Constant,

vielen Dank für Deine ausführliche Antwort. Ich habe mir Mal erlaubt ein wenig nachzurechnen:

Deinem Windrad stehen bei 4,35m/s maximal 23 Watt (0,5*1,225*4,35^3*0,57m*0,8m) zur Verfügung. Der Lenz nutzt davon demnach etwa 9,3 Watt. Das ergibt sogar ein Wirkungsgrad von etwa 39%.

Die Schnelllaufzahl wäre dann 1,3 (123/6 km/h / 3.6 / 4,35m/s) im Leerlauf, wenn Du die Geschwindigkeit auf den Umfang des Rotors von 0,57m Durchmesser bezogen hast.

Wie groß ist denn der Windkanal im Querschnitt, den Du nutzt?

Vielen Dank

Richard

[Bernd]

Bei dem Diagramm " ZDF6 " vermute ich einen Fehler bei der Meßwertaufnahme oder der Eingabe für die graphische Darstellung,
denn ein abrupter 50% Sprung mitten in der Leistungskurve, von einer auf die andere Umdrehung/min, erscheint mir sonst nicht plausibel.

Wenn die Windgeschwindigkeit im Windkanal mit der Belastung des Rotors ab nimmt, dann herrscht beim Gipfelpunkt der Leistungskurve
ja die gerinste Windgeschwindigkeit im Windkanal. Hast du dieses Verhalten der Windgeschwindigkeit für die Ermittlung der Leistungen berücksichtigt ?

Grüsse

Bernd

[Constant]

Hallo Richard
Danke für den Hinweiss. Du hast recht. Der Lenz kommt auf einen Cp von 0,39. Er erzeugt bei einer (gemessenen) Geschwindigkeit von 66 km/h 9,7077384 Watt im Gegensatz zum C-Rotor welcher bei 59 km/h auf 8,1515082 Watt kommt. Ob es sich um einen Rechen-oder Schreibfehler handelt kann ich nicht mehr sagen. Die letzte Woche war sehr stressig. Ich habe den Lenz NUR mit dem C-Rotor verglichen. WARUM ??? Weil ich nicht genau sagen kann, welche Windgeschwindigkeit ich real habe. Es kann auch 1/10 mehr oder weniger sein. Das hat Ersterns: mit der Genauigkeit der Anemometer zu tun und Zweitens: weiß ich immer noch nicht wo man, (wenn mans richtig macht) die Windgeschwindigkeit mißt. Vorne in der Mitte oder hinten an der Austrittsöffnung der Düse. Dann in deren Mitte oder ein Durchschnitt von allen Messungen (auch an den Wänden). Ich habe geschriehen, dass ich VERGLEICHBARE Messungen ermittelt habe beim Fr. C-Rotor wie der Dr. Hguyen Duy Vingh mit 0,33 %, was ich nach meinen Messungen als sehr plausibel betrachte.
Mein Windkanal ist ein Göttinger Model (Wind dreht rundherum) und benötigt demendsprechend viel Platz. Ich habe deshalb ein Haus mit einem grossen Raum von 11Meter * 3,8 Meter gemietet, welches 13 km von meinem Wohnort entfernt ist. Wenn du die genauen Maße haben willst, muss ich nachmessen. Die Windeintrittsdüse ist etwa 1,25 Meter hoch und 1 Meter breit. Der anschliessende Messraum ist seitlich dann jeweils um 15-20 cm breiter und 20 bis 30 cm höher. Die Ausgangsöffnung hat etwa 1,5 bis 1,6 Meter in der Höhe und 1,25 - 1,30 Meter in der Breite.
Der optimale Schnelllauf beim Lenz wäre 66/123 = 53,66% der Geschwindigkeit vom Leerlauf, wobei diese sehr schlecht nutzbar ist. Bei einem geringen Windstoss dreht der Lenz proportional zu langsam und schmiert sofort ab. Der Fr. C- Rotor kann praktisch 55% bis 71% des Leerlaufes als Schnelllauf nutzen.
Gruss
Constant

[Bernd]

Hallo Constant,
ich bringe noch mal meine Fragen an dich in Erinnerung.

- Wieviele Flügel haben deine gemessenen Versuchsrotoren ? (Ich frage weil mein dreiflügeliger Lenz nie Anlaufprobleme hatte.)
- misst du die mechanische Leistung an der Rotorwelle ?
- Wenn die Windgeschwindigkeit im Windkanal mit der Belastung des Rotors ab nimmt, dann herrscht beim Gipfelpunkt der Leistungskurve
ja die geringste Windgeschwindigkeit im Windkanal. Hast du dieses Verhalten der Windgeschwindigkeit für die Ermittlung der Leistungen berücksichtigt ?

Grüsse

Bernd
-

[Constant]

Hallo Bernd.
Ich will dir gerne antworten (von A bis Z) aber gib mir auch etwas Zeit.
1) Alle bis jetzt vermessenen Rotoren hatte drei Flügel, in der nächsten Zukunft auch noch.
2) Selbstverständlich. Der Abtrieb ist oben.
3) Hier liegst du mit deiner Meinung falsch. Bei allen Leistungsmessungen an den großen Windkraftanlagen werden immer in einer kleinen Entfernung auf Messmasten neben der Anlagen, die Winddaten gemessen, um zu vermeiden dass abgebremster Wind gemessen wird. Meine Angabe der Windgeschwindigkeit bezieht sich deshalb auch auf die Windgeschwindigkeit ohne den Rotor.
4) Die Grafik ZDF 6 hat nur einen SEHR, SEHR kleine (unwesenliche) Messfehler, welchen ich dir gerne erkläre.
5) Aus der langjährigen Erfahrung kenne ich die möglichen Messfehler, welche bei derartigen Messungen entstehen oder entstehen können. Ich kennen allerdings ebenfalls die Methoden, wie man diese "unausweichlichen" Messfehler auf ein Minimum reduziert.
6) Der Geschwindigkeitsmesser arbeitet sehr genau. Seine Fehlerquelle ist NULL. Die Anzeige variert nur in 1 bis 2 Stellen hinter dem Komma. Das hat mit dem manchmal etwas früheren oder etwas späterem Ansprechen der Sensoren zu tun.Trotzdem habe ich 6 Sensoren angebracht um die Grösse der Ziffer vor dem Komma zu erhöhen und so proportional die ("Fehlerquelle") hinter dem Komma zu verringern.
7) Vielen Leuten ist nicht bekannt, dass alle handelsübliche Waagen eine Fehlerquote von bis zu einem Prozent aufweisen. Meine auch. Diese Fehlerquote bezieht sich immer auf das Max. zulässige Gewicht der Waage. Ich benutze eine 1.000 Gramm Waage. Wenn ich z.b. 100 Gramm messe, beträgt die mögliche Fehlerquelle bereits 10% . Messe ich dagegen 600 Gramm ist die mögliche Fehlerquelle nur noch 1,666%. Deshalb wähle ich das Übersetzungsverhältnis immer so, dass ich die Waage (überwiegend) im obere Bereich nutze.
8) Weil Schwingungen vom Messstand auch auf die Waage übertragen werden, habe ich diese an der Mauer des Raumes und nicht am Meßstand selbst befestigt.
9) Zu Anfang nutzte ich zur Übertragung des Drehmomentes ein Winkel aus Alu. Dieses Alu habe ich allerdings sehr schnell gegen eine wesentlich massivere Holzlatte ausgetauscht. Zusätzlich steht die Holzlatte jetzt beidseitig an der Bremse fast in gleicher Länge über. Auf der nicht genutzten Seite habe ich zusätzlich ein Gewicht zur Massenträgheit angebracht um mögliche Schwingungen zu reduzieren.
10) Das genügte mir als Vermeidung von möglichen Fehlerquellen immer noch nicht. Deshalb messe ich jeden in der Grafik aufgezeigten Punkt 8 bis 12 Mal und rechnen dann den Mittelwert. So wird dieser (bereits kleiner) Messfehler zusätzlich reduziert.
11) Seit genau zwei Tagen ist mir jetzt eine weitere Fehlerquelle bekannt, welche in jedem Computer, in jedem Taschenrechner und in jedem Kilometerzähler steckt. Dies Fehlerquelle (war mir bis jetzt nicht bekannt und) steckt auch in allen meinen Grafiken. Es handelt sich um die Kreiszahl Phi. Ein geeichtes Rad wurde von Herrn Gerhard Klemm (www.quadrantum.de) mit Laser vermessen. Dabei stellte er fest, dass die alte Kreiszahl 3,141592654 usw. FALSCH ist und die NEUE Kreiszahl PI 3,1416666666667 heissen muss Dies wurde ihm auch vom Cern bestätigt. Dort suchen die Physiker seit längere nach der Fehlerquelle , weshalb nach den Berechnungen des Cern die Tryonen (SCHEINBAR) schneller als die Lichtgeschwindigkeit sind. Mit der Korektur der Kreiszahl ist jetzt diese Fehlerquelle gefunden und gleichzeitig die Arbeiten von Hernn Klemm bestätigt. Einstein hatte doch recht.
Bei meinen Grafiken entstand deshalb gleich zwei mal dieser Fehler von 0,1612503 % Einmal bei der Geschwindigkeit und einmal bei der Drehmomentberechnung, weil bekanntlich auch dort die Kreiszahl pi einfliesst.
12) Um es abzuschließen. Du meckst, dass trotz all deinen Zweifeln die Fehlerquelle meiner Grafiken sehr klein ist. Mit allergrösster Wahrscheinlichkeit unterhalb von einem Prozent.
Du kannst dir die Veröffentlichung von Herrn Gehard Klemm (sowie Mitveröffentlicher die Herren Reinhold Köcher und Herrn Sven Kuzh) als Buch mit dem Zitel :Einheit der Naturwissenschaft besorgen unter der ISBN 9783990072028 für 22,30€
Gruss
Constant.

[Constant]

Hallo Bernd
Was ich noch vergessen hatte.
1) Du zweifelst an dem Diagram des ZDF 6. Ich habe insgesamt drei Ausführungen vom Lenz Rotor vermessen. Das Original und die beiden anderen mit verkürzten Seitenteilen. Alle drei Diagramme weisen ein fast identisches Verhalten mit dem typischen Abriss in der ertes Hälfte auf. Die beiden anderen liegen in der Leistung unterhalb dem Original. Ich habe dir diese Grafiken, (wegen der Anzahl der Pixeln) auf deine private Mail gesendet. Bitte stelle sie zum Beleg hier in diesem Text ein.

Anmerkung von Bernd:
Constant wenn du die Bilder einfach z.B. mit 800er Breite abspeicherst kannst du sie direkt ins Forum hochladen.

Lenz 2 Bild 1.gif (57.25 KiB) 9007-mal betrachtet

Lenz 2 Bild 3.gif (65 KiB) 9007-mal betrachtet

2) Nicht alle Waagen haben dieselbe Fehlerquelle. Ich habe vor längerrer Zeit eine Waage entwickelt mit NULL und mit weniger als null Fehlerquelle. Wie das geht ??? Du kannst es dir anschauen im Kleinwindforum unter dem Artikel "Auswuchten der Flügel". Mit dieser Waage kannst du auch einen FlLügel von mehreren Tonnen Gewicht unterhalb von einem Gramm auswuchten, bzw. mit den anderen Flügeln vergleichen.
Gruss
Constant