verschiedene Rotortypen auf dem GST-Prüfstand

gemeinsame Forenentwicklung eines Rotorprofils

Re: verschiedene Rotortypen auf dem GST-Prüfstand

Beitragvon herbk » Sa 6. Dez 2014, 12:23

Hi Ekofun,
die Aussage zu einem Wirkungsgrad gilt immer NUR für genau dieses Windrad UND NUR genau für die Parameter mit denen Du gerechnet hast.

Wenn in einem Buch steht "dieser Savonius hat 10% Wirkungsgrad", so ist diese Aussage unseriös. Es MUSS richtig heissen "dieser Savonius hat 10% Wirkungsgrad bei XXX U/min".
Meistens steht aber Sinngemäß so etwas da wie "dieser Savonius hat maximal 10% Wirkungsgrad". Zu dieser Aussage darf ich jetzt (rechtlich) nicht mehr sagen, dass sie unseriös ist, wert ist sie allerdings auch nichts, denn ich weiss nicht bei welcher Drehzahl die Leistung (und damit der Wirkungsgrad) erreicht wird.

Ich bin der Meinung, dass ein Widerstandsläufer bei 12m/s Wind bereits den Betriebspunkt des besten Wirkungsgrades überschritten hat.

Wenn Du den Rotor aus einem Buch GENAU nachbaust, dann sollte er auch die dort angegebene Leistung bringen. Meistens ist es aber doch so, dass irgend etwas nachgebaut wird, was "halt so ähnlich aussieht" - das kann nicht (oder bestenfalls zufällig) die gleiche Leistung bringen.
Irgendwo (leider weiß ich nicht mehr wo...) habe ich mal einen Vergleich von Savonius Rotoren mit unterschiedlichen Blattformen gesehen - mit ganz deutlichen unterschieden Wirkungsgraden.

Wie werden Sie einen Windrad berechnen
Wenn ich weiß dass die Quelle wo ich die Daten her habe seriös ist, dann würde ich auch mit diesen Daten rechnen - würde mich dann beim Bau aber auch genau an die Vorgaben (Blattform, Rotordurchmesser) halten....
Mit Leistungs- Wirkungsgradangaben ohne genannte Drehzahl würde ich gar nicht erst rechnen, da ist ein Kristalkugel genau so hilfreich... ;)

Edit:
im Anhang eine kleine Tabelle damit das Rechnen leichter fällt... ;)
Edit 2: eigentlich wollte ich auch eine .xml hochladen, doch das Forum hat mich nicht gelassen... :cry:
Dateianhänge
Wt_Wirkungsgrad.ods
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Gruß Herbert
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Re: verschiedene Rotortypen auf dem GST-Prüfstand

Beitragvon herbk » Sa 6. Dez 2014, 16:56

noch etwas dazu wie "etwas positiv" dargestellte Werte zu stande kommen, wenn keine genauen Messwerte zur Verfügung stehen. Besonders bei der Windgeschwindigkeit ist das so eine Sache - wann ist der schon gleichmäßig und wer hat schon einen Windkanal?

Bei meiner Testanordnung von Ventilator und Rotor messe ich, dort wo später die Rotorachse steht, 2-3m/s Windgeschwindigkeit. Der Windmesser schwankt über diesen Bereich, weil die Strömung durch den Ventilator entsprechend Verwirbelt und ungleichmäßig ist.
Wenn ich die Werte aus dem letzten Rotorvergleich in die Calc-Tabelle eingebe (ich hatte mir eine gebastelt wo ich vom erzeugten Strom und dem Widerstand im System die Leistung ausrechnen lasse) kommt das dabei heraus:
WT_leistung.jpg
WT_leistung.jpg (193.35 KiB) 5310-mal betrachtet

Wenn ich jetzt Angaben zum Wirkungsgrad machen soll, kann ich mir aussuchen was ich sage... :? ;)
Gruß Herbert
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Re: verschiedene Rotortypen auf dem GST-Prüfstand

Beitragvon Ekofun » Sa 6. Dez 2014, 18:59

Hallo Herbert,

schön geschrieben und erklährt,aber es get um algemeine Wirkungsgrad Daten für verschiedene Windräder.

Z.B. Dr. Crome gibt für alle seine Kukate Windräder 40 % Wirkungsgrad,egal ob sie halbe Meter oder 10m D haben.Wieder andere sagen das Savonius hat 20 % Wirkungs,Darius so und so viel und so weiter,egal welche größe.

Wenn ich ein Windrad bauen will dann muss ich wissen welche Wirkungsgrad der Windradtyp hat,dann kann ich Abmessungen ausrechnen um gewünschte Leistung bei z.B 3m/s Wind bekommen.Ohne Wirkungsgrad geht das schlecht,ist dann Ratespiel.

Leistung ohne Wirkungsgrad zu rechnen führt zu falschen Werten,weil diese gerechnete Leistung kleiner ist.Im Idealfall(der nie erreicht wird),ist er um 41 % kleiner als gerechnet,und noch immer zu hoch.

Beispiel: D = 0,8m H = 1m = 0,8m^2 Fläche und Wind 10m/s.

Dann habe laut Matte 488 W auf der Welle,gerechnet ohne Wirkungsgrad.Laut Betz habe bei so einen idealen Windrad dann 488W * 0,59 = 287,92 W.Das ist aber auch zu viel.
Soll das 20 % richtig sein dann habe nur noch 97,6 W übrich.

Bei Dr.Crome steht das so:Er nimmt an:

Windrad = 40%
Getriebe = 90 %
Generator = 80 % für alle Windräder,Getrieben und Genis.

Dann sagt er weiter Gesamte Wirkungsgrad von fertige Anlage ist: 0,4 * 0,9 * 0,8 = 0,288 = 0,29 %

Das stimmt aber denoch werde ich Windrad separat berechnen für gewünschte Leistung,denke ist sicherer.

In Bücher gibt es feste Wirkungsgraden für einige Windradtypen,z.B dreflügerige Durchströmrotor von Dr.Schulz hat 14,8 % Wirkungsgrad,Savonius 20 %.
Savonius hat in Anderen Bücher auch 20 % Wirkungsgrad,und gilt für alle Savoniustypen.

Werde mir das aussuchen und Fotos davon ins Forum stellen.

Wenn ich meine Anlage fertig habe,dauert noch lange,dann werde das Wirkungsgrad auch berechnen.Bin gespant was ich bekomme.Denke das es mehr wird als nur 10 %. :(

Grüße

Ekofun
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Re: verschiedene Rotortypen auf dem GST-Prüfstand

Beitragvon Bernd » Sa 6. Dez 2014, 19:47

Savonius hat in Anderen Bücher auch 20 % Wirkungsgrad,und gilt für alle Savoniustypen

Einen "Universalwirkungsgrad" z.B. für alle Savoniustypen wird es wohl nie geben.

Wirkungsgrade entstehen nicht weil irgendjemand in irgendeinen Buch irgendwas schreibt was er annimmt oder sich erhofft, auch wenn das geschriebene plausibel rüber kommt.
Es wird auch dadurch nicht richtiger das andere Bücher die gleichen Vermutungen, unterstützt von viel Formelwerk, abdrucken. Nötig ist eine belegbare glaubhafte Messung !!
Behauptungen müssen immer erst verifiziert werden bevor man sie glauben kann !!
In einem Buch kann man schreiben was immer man möchte. Papier ist geduldig. Das Geschriebene kann aber muss keineswegs den Tatsachen entsprechen.
Insofern nutzt es vermutlich nichts Ekofun wenn du uns Bilder davon ins Forum kopierst auch wenn sie dich selbst von ihrer Richtigkeit vollständig überzeugt haben.

Der Herr Crome nennt z.B. 40%. Ich weiss nicht ob das jemals in einem Windkanal überprüft wurde oder ob es nur Rechenwerte sind, vermutlich letzteres.
Wirkungsgrade kann man auch nicht wirklich genau im realen Leben ermitteln, dafür bläst der Wind in aller Regel viel zu unkonstant, es gibt Massenträgheiten dabei etc.
40% finde ich, wenn man nur den Ringkreis nimmt auf dem die reinen Flügelflächen laufen, auch nicht völlig unglaubwürdig.
Nimmt man zur Flächenberechnung die ganze Repellerfläche, bis zur Nabe, sind es bei dem Crome Kukate Windrad vermutlich keine 40%.

So wie Herbert es schon schrieb gilt ein Wirkungsgrad auch immer nur für eine ganz bestimmte Bauform und eine bestimmte Baugrösse und eine bestimmte Windgeschwindigkeit.
Die Wirkungsgradermittlung bezieht sich auf genau das Baumuster das der Kunde in dem Windkanal bei der Windgeschwindigkeit testen lies und nichts anderes.

Viel interessanter ist die Frage ob sich der Wirkungsgrad einer Bauform durch vergrössern/verkleinern/verändern/optimieren oder was auch immer wirklich so stark zum positiven hin verändern könnte wie
wie sich das viele insgeheim erhoffen, oder ist die mögliche Steigerung nur Wunschdenken?
Immerhin sind die gezeigten Savoniuswerte schon die besten aus mehreren Testläufen mit jeweils vom Kunden geänderter/optimierter Rotorgeometrie.
Auch der geprüfte C-Rotor ist nun kein absoluter Zwerg und der Lenz ist gleich groß bei weit besseren Ergebnissen. Auch der getestete Savonius ist fast gleichgroß.

Glauben würde ich nicht Büchern oder sonstwelchen Quellen, zumindest dann nicht wenn statt dessen die Daten einer glaubhaften Messung im Windkanal vorliegen und anderes aufzeigen.
Hier haben wir eine im Detail erläuterte Messung mit allen relevanten Daten. Wenn das auch noch bezweifelt wird dann kann man belegbare Messungen wohl ganz vergessen und kann nur noch fantasieren.
Wer die Werte anzweifelt muss auch erläutern was genau an der Messung seiner Meinung nach falsch sein soll und wie stark er den Fehler vermutet.
Ich persönlich schätze den Messfehler, bei so einer an sich simplen Drehmoment/Drezahlmessung, als sehr gering ein.
Die einzige Fehlerquelle die mir einfallen würde wäre die Höhe der Windgeschwindigkeit während der Messung weil diese überaus wichtig
für eine korrekte Berechnung ist.
Aber soll man echt annehmen das die Leute die Windgeschwindigkeit, die im Bereich des Rotors vorherrscht, nicht richtig messen können ?



Grüsse

Bernd
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Re: verschiedene Rotortypen auf dem GST-Prüfstand

Beitragvon Ekofun » Sa 6. Dez 2014, 22:39

Hallo zusammen,

Der Savonius in Test hat D = 0,515m und H = 0,78m (L),A = 0,402m^2, ist das richtig?

Drehzahl ist 154 U/min brei TSR von 0,503(Lambda)
Angegeben Drehzahl ist warscheinlich gemessene Drehzahl.

Wind ist 12,5 m/s

Habe Drehzahl aus Durchmesser,TSR und V nachgerechnet.

N = (60/(D*3,14))* 12,5*0,503 = 233,28 U/min

Durch Belastung geht TSR runter,so denke das es auf 0,503 gesunken ist.

Rechnerisch habe fast doppelte Drehzahl als der angegebene.

Wo ist Gedankenfähler dabei?

Das ganze Ergebnisse haben mich entteuscht,erwartete höhere Werte...

Und bin zweifach entteuscht,weil ich dachte das Bücher die von Diplomierten ings. geschreiben auch ernst aufgenommen werden können,aber möglich ist das es nicht stimmt was geschrieben wurde.
Damals wo ich noch in Schule war,sagte mir der Mattelehrer das Mathenmatik einzige Warheit ist, die lügt nie.So glaube an Mathematik sehr,nur leider kann ich nicht hohe Matte anwenden. :oops:

Grüße

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Re: verschiedene Rotortypen auf dem GST-Prüfstand

Beitragvon Bernd » Sa 6. Dez 2014, 23:00

Der Savonius in Test hat D = 0,515m und H = 0,78m (L),A = 0,402m^2, ist das richtig?

Ich glaube es ist umgedreht wenn man sich das Video anguckt.
Also 78cm breit und 51,5cm hoch.


Grüsse

Bernd
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Re: verschiedene Rotortypen auf dem GST-Prüfstand

Beitragvon Ekofun » Sa 6. Dez 2014, 23:08

Hallo Bernd,

stimmt,mit 0,78m D bekomme auch rechnerisch 154 U/min.Ich habe keine Zweifel mehr,leider ist es so wie es ist.

Grüße

Ekofun
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Re: verschiedene Rotortypen auf dem GST-Prüfstand

Beitragvon Bernd » Sa 6. Dez 2014, 23:17

Wie Herbert schon schrieb heisst das aber nur das - genau dieser- Savonius dieser Ergebnisse brachte.
Wir haben kein Foto oder ähnliches und das kann ich auch verstehen weil die Prüfung im Kundenauftrag erfolgte der vielleicht nicht möchte
das ein Foto veröffentlicht wird. Ist ja schon toll das Herr Pfeiffer überhaupt Testdaten veröffentlichen konnte.
Vielleicht ließe sich da noch was rauskitzeln, aber signifikant würde das vielleicht nicht sein.
Vielleicht würde eine grössere Baugrösse noch etwas helfen und wahrscheinlich auch ein Aufbau mit nur zwei Halbschalen.

Erstaunlich finde ich das der "hässliche" Lenzrotor unter genau den gleichen Bedingungen soviel besser abschnitt.

Der gemessene C-Rotor ließe sich vielleicht noch ein bisschen trimmen, mit elliptischen Vorflügel, evtl breiterer Vorflügel oder schmäler und evtl. eine
grössere Baugrösse etc. aber Wunder würde das sicher auch nicht bringen.


Grüsse

Bernd
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Re: verschiedene Rotortypen auf dem GST-Prüfstand

Beitragvon herbk » So 7. Dez 2014, 10:11

Guten Morgen zusammen,

Dr. Crome gibt für alle seine Kukate Windräder 40 % Wirkungsgrad,egal ob sie halbe Meter oder 10m D haben.
Genau solche Darstellungen sind es die eine Quelle für mich unglaubwürdig erscheinen lassen. Eine kleine Maschine wird aus physikalischen Gründen immer einen schlechteren Wirkungsgrad haben als eine Große (ansonsten gleich gebaut natürlich vorausgesetzt).

Also alles was man so ließt erst mal kritisch überdenken, ob das wie es dargestellt ist überhaupt stimmen kann. Das Dumme bei der Geschichte ist nämlich, dass es in (geschätzt) 99,9857% aller Fälle darum geht ein Produkt das man verkaufen möchte möglichst gut darzustellen. Wissen erarbeiten und vermitteln, das macht der Rest...

Erstaunlich finde ich das der "hässliche" Lenzrotor unter genau den gleichen Bedingungen soviel besser abschnitt.
Das könnte durch einen etwas größerem Anteil an Auftriebseffekten (mittels "angestellter Platte") hervorgerufen werden.
Von den C-Flügeln aus dem letzten Vergleich kann ich einige relativ leicht so umbauen, dass mehr oder weniger ein Lenz daraus wird - muss ich mit auf die "to test" Liste schreiben....

Edit: Bernd, weshalb geht der Upload von Excell Tabellen nicht mehr? Ich hätte die Tabelle oben auch als xml hochgeladen, weil ihr ja doch kein Libreoffice (openoffice) verwendet... ;)
Ich hatte vor ein paar Tagen die Gelegenheit einen 2. Vergleich mit meinen Rotoren vor einem Gebläse zu machen, welches einen breiteren Luftstrom erzeugt. Bei (so gut es ging) gleicher Luftgeschwindigkeit war bei der Maximalleistung kein großer Unterschied zum test mit meinem Ventilator da, allerdings beim Beschleunigungsverhalten. Ich werde mir deshalb wohl auch mal ein paar Ventilatoren mehr anschaffen müssen...

Dass es mit GST einen Windkanalbetreiber gibt der auch mal ein paar Ergebnise zeigt, finde ich richtig gut weil es mal Messergebnise gibt die unter dokumentierten Bedingungen gemacht wurden. Schade ist allerdings, dass die Rotoren nur bei einer Windgeschwindigkeit getestet wurden.
Gruß Herbert
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Re: verschiedene Rotortypen auf dem GST-Prüfstand

Beitragvon OPTI-Maler » So 7. Dez 2014, 10:52

Hallo Herbert

Die Ventilatoren kann man auch mieten http://www.miet24.de/mieten/klima-und-h ... ntilatoren
dann kannst Du fast einen Orkan darstellen zumindest für einen Test Rotor:-)
So leistungsstarke Ventilatoren sind sau teuer und wenn man sie mietet, kannst Du richtig Testen nicht nur mit 3m Wind sondern mit 24m. Habe ich mir auch schon mal überlegt denke aber mein Rotor ist zu groß:-(

Ich bekomme noch Depressionen wenn nicht bald Wind kommt so lange war es bei mir noch nie Windstill:-(((((

Lg Udo
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