www.dasWindrad.de

Ich grüße alle Windfreunde,

na, wenn ich mal nicht neu hier bin.

Seit einem halben Jahr (erst) bin ich begeistert von der Idee des H-Rotors mit einem durchströmten Profil.
Er hat ein Flügelprofil, welches die Vorteile eines Savonius-Rotors mit sich bringt, jedoch einige Nachteile anderer Rotoren hinter sich läßt.
Vor allem das geringe Gewicht und auch dadurch die Fähigkeit schnell zu beschleunigen, finde ich außergewöhnlich.
Und wie so oft in der Geschichte der Technik ist kaum zu begreifen, warum die Erfindung des Herrn von Canstein so lange brauchte Ihre Anhänger zu finden.

Da ich vorhabe dieses Jahr noch den für mich perfekten Flügel-Typ zu finden, möchte ich mal hier fragen, ob jemand Erfahrungen hat, in welchen Grenzen ich mich bewegen sollte wenn ich einen H-Rotor mit drei Flügeln baue.
Mein Ansatz dabei ist, möglichst einfache und reproduzierbare Teile zu verwenden. (z.B. Regenrinnen als Vorflügel, gerade Leitflügel etc.)
Daß ich damit nicht den besten Wirkungsgrad rausholen kann ist mir bewußt, aber schnelle Reparaturen und einfache Beschaffung der Teile ist mir wichtiger.

Aus einem anderen Forum habe ich schon mal den Tip für ein einfaches Simulationsprogramm bekommen, welches mir einen kleinen Eindruck der Strömungen in 2D geben kann.
Es ist frei unter http://www.bau-ings.de/flowsim/download.htm zu bekommen.
Das Zeichnen der Rundungen fällt mir dabei etwas schwer, aber Bilder wie das unten bekommt man schnell hin.



Da aber alle Theorie Grau ist, die Bitte, hat jemand Erfahrung über Eintauchtiefe und Länge des Leitflügels wenn ich drei davon rotieren lassen will, so möge er mir bitte antworten.

Beste Grüße H.

Hallo Huracan ! Bisher hat Bernd mit seinen 50cm mal 50cm Rotoren auf dem Messstand die ungefaehren idealen Proportionen (goldener Schnitt) hinsichtlich der Breite des Vorfluegels und der gesamten Fluegeltiefe dazu schon ermittelt, auch den Abstand der Leitflaeche zum Vorfluegel, nur die ideale genaue Gesamtgroesse des Fluegels relativ zu seinem Radius zur Drehachse hin haben wir beim Dreifluegler bisher noch nicht 100% ermitteln koennen. Dazu fehlen noch Messreihen mit verschieden grossen Fluegeln. Beim Einfluegler sind wir da schon ein klein wenig weiter, aber auch dort fehlen uns noch genauere Werte. Momentan sind wir auch noch intern intensiv mit dem Aufbau des neuen Forums beschaeftigt, eine Zusammenfassung der bisherigen Ergebnisse im alten Forum und eine kurze Geschichte des durchstroemten Fluegels mit einer Praesentation seiner Technik soll als erstes erarbeitet werden. Das bringt so ein Umzug nun einmal mit sich, wir entschuldigen uns dennoch bei Dir dafuer. Das mit der Zusammenfassung ist, wie Du schon anhand der vielen Beitraege im alten Forum sehen kannst, keine leichte Aufgabe, die natuerlich dementsprechend viel Zeit fuer sich in Anspruch nehmen wird. Vielleicht kannst Du aber in der Zwischenzeit schon einmal im Thread: Darrieusrotor mit durchstroemtem aerodynamischen Profil bei http://www.kleinwindanlagen.de fuendig werden, denn dort stehen alle wichtigeren bisherigen Ergebnisse etwa in der letzteren Haelfte der bisher 53 Seiten Threadbeitraege, die dort von allen Teilnehmern gemacht wurden. Dort steht dann auch etwas Brauchbares zum optimalen Abstand der Leitflaeche zum Vorfluegel. Ich bin seit Seite 17 auch dort im Thread anzutreffen. Das Durchforsten all dieser Seiten mag vielleicht viel Zeit erfordern und Deine Geduld auf eine harte Probe stellen, aber wir koennen nicht versprechen, dass wir hier schneller mit der Zusammenfassung fertig werden als Du den Inhalt der dortigen Seiten lesen kannst! Na dann erstmal mein Hochwillkommen hier im Forum, wir bedanken uns fuer Deinen Besuch! Gruss, Carl

Hallo Huracan

Erstmal herzlich willkommen auch von mir an dich als erster User überhaupt in unserem neuen Forum.
Vielen Dank auch für den Link zu dem Programm, das sieht ja sehr interessant aus.
ich werde das nachher mal genauer anschauen und ausprobieren.

Carl ist derzeit schwer mit seiner Zusammenfassung beschäftigt deswegen versuche ich Dir
mal ein paar Antworten zu geben.
Das du versuchen willst dein Windrad aus "handelsüblichen" Materialien zu bauen ist eine
gute Idee und erscheint zweckmässig.
Ich möchte Dir aber nicht vorenthalten das wir bisher heraus gefunden haben das sich zum einen
eine Rundung der Leitfläche im Rotorradius als auch eine "windschnittige" Formgebung der Vorflügel
als sehr leistungsfördernd erwiesen haben. Beide eben genannte Maßnahmen zusammen
genommen ergeben gegenüber runden Vorflügel und gerader Leitfläche ein Leistungsplus
von über 30%.
Neben dem reinen Leistungsplus erhöht sich auch die mittlere Drehzahl des "Nutzdrehzahlbereichs"
bei dem man die grösste Energiemenge "ernten" kann ganz erheblich nämlich um etwa 60%.
Das ist für die Auslegung eines Generators sehr hilfreich da es grundsätzlich einfacher ist einen Generator
für höhere Drehzahlen zu bauen oder zu kaufen. Nicht zuletzt ergibt die Leitflächenrundung
eine erheblich höhere Steifigkeit und Stabilität des Flügelblattes.
Ich sage das alles damit es nicht nachher heisst "oh, hätt ich das mal gewusst "

Zu den Proportionen:
am kleinen 50cm Rotor hat sich ein Proportionsverhältnis von Vorflügelbreite zur Leitflächentiefe
von ca. 1:2 bis 1:2,5 für einen Dreiflügler als ziemlich optimal erwiesen.
Das Verhältnis von Gesamtflügeltiefe (alle Flügeltiefen incl. Vorflügeltiefe zusammen gerechnet)
zum Rotoraussenumfang scheint für einen 3 Flügler in Bereich von 1/3 bis 1/3,5 "optimal" zu sein,
wobei wir hier noch nicht allzu sehr ins Detail gegangen sind aber es dürfte ein sehr guter
Richtwert sein nachdem ich persönlich dimensionieren würde.

Zu der Eintauchtiefe:
Dazu müssen noch genaue Messungen erfolgen. Es scheint sich aber eine recht geringe
Eintauchtiefe als sehr zweckmässig zu erweisen. Ich persönlich würde derzeit eine ziemlich
geringe Eintauchtiefe von ca. 1/8 Vorflügeltiefe benutzen. Neben der guten Funktionalität
reduziert die geringe Eintauchtiefe obendrein auch noch die Masse des Flügels.

Grüsse

Bernd

Danke Carl und Bernd für den freundlichen Empfang. Möge es Euch gelingen dieses Forum ordentlich zu führen.

@Bernd
Das sind doch schon mal klare Aussagen.
Wie Du schon schreibst, beruhen Deine Erfahrungen auf einem Modell bestimmter Größe.
So weit ich weiß verhalten sich die Proportionen bei vergrößerten Modellen leider nicht mehr genau gleich, da wir es hier mit Luft als Strömumgs-Medium zu tun haben, aber als Anhaltspunkt ist das schon mal erste Sahne.
Habe mir mal erlaubt, das in einer Skizze festzuhalten, damit wir auch immer mit den gleichen Begriffen weiter hantieren können.



Also gilt erstmal bis auf weiteres
a/b = 1/2
c/d = 8/1

So fällt mir gleich auf, daß mir a/c (bzw. b/c) noch fehlt. Also das Verhältnis von Vorflügeltiefe zu Leitflächentiefe.
Kannste das bitte noch angeben, oder gehst Du davon aus, daß der Vorflügel doch eher kreisähnlich ist und somit a = c (Vorflügelbreite = Vorflügeltiefe) ist?

Das mit dem Umfang habe ich jetzt so verstanden:
(3 x e)/u = 1/3
ist dem so?
Das bedeutet z.B. bei einem Umfang des Rotors von 3 Metern(Durchmesser = ca.1 Meter) hat der eine ganze Flügel eine Tiefe von 33 cm (bei einem Dreiflügler).
Ehrlich gesagt sieht das auf den Bildern von deinem Prüfstand breiter aus, oder täuscht das, denn bei Durchmesser 0,5 Meter wären das e = 17cm

Aber angenehm klingen die Verhältnisse, habe ich doch immer im Hinterkopf, daß für einen optimalen Wirkungsgrad nur 2/3 der Windgeschwindigkeit geerntet werden dürfen. Dem Wind darf also platt gesagt auch nur 2/3 Rotorfläche bei seinem Weg durch den Roter im Weg stehen. Geht man dann von einer Schnelllaufzahl größer 1 aus, sogar noch weniger.

Erstmal besten Dank mit der Hoffnung auf Restklärung.
H.

Hallo Huracan

Eine super Zeichnung hast du da abgeliefert, darf ich die evtl. auch auf der
späteren Windrad Webseite einsetzen ?

Was die Gesamtflügeltiefe angeht. Die ergibt nach bisherigen Erkenntnissen
in einem Verhältnis von ca. 1 zu 3 bis 1 zu 3,5 zwischen Gesamtflügeltiefe
(alle 3 Flügel zusammen gerechnet) zum Rotorumfang.
Ein Beispiel:
Bei dem 50cm Rotor ergibt sich ein Umfang von ca. 157cm.
Ein Flügel ist ca. 16,5cm tief, alle 3 Flügel zusammen also 49,5cm, macht ein
Verhältnis von ca 1 : 3,2.
Bei einem 3 Meter Rotor müsste also (wenn man einfach hochskaliert)
ein einzelner Flügel ca. 95cm Gesamtflügeltiefe aufweisen, also schon ganz
schön gross. Allerdings wäre das auch schon ein riesiger Rotor mit 9,42m Umfang.

Grüsse

Bernd

Hallo Bernd,

ich würde mich geehrt fühlen, wenn Du die Zeichnung verwendest. Soll ich noch was ändern oder ergänzen, dann laß es mich wissen.
Das mir der Gesamttiefe war also doch so wie ich es verstanden habe.

Na dann werde ich bei meinem Konzept mit den graden Leitflächen vielleicht doch auf mehr als drei Flügel gehen, denn dann spielt die Rundung der Leitfläche bestimmt nicht mehr die entscheidende Rolle, oder?
Durchmesser - größer
Biegung - geringer
Anzahl Flügel - mehr
Leitfläche - kürzer oder gleich
oder doch zu kurz gedacht

Kannst Du bitte nochmal auf das Verhältnis a zu c (Vorflügelbreite/Vorflügeltiefe) eingehen, sobald Du da was rausgefunden hast. Das vervollständigt nicht nur die Sache, sondern dann kann ich mal in einer kleinen Tabelle mit hinterlegten Formeln so eine Art Berechnungsgrundlage in Abhängigkeit vom Rotordurchmesser machen. Für Ein- Zwei- und Nochmehr-Flügler können dann bestimmt auch bald die Proportionen folgen (evtl. bauen andere ja auch Deinen Test mal nach)
Bestens H.

Na dann werde ich bei meinem Konzept mit den graden Leitflächen vielleicht doch auf mehr als drei Flügel gehen, denn dann spielt die Rundung der Leitfläche bestimmt nicht mehr die entscheidende Rolle, oder?
Durchmesser - größer
Biegung - geringer
Anzahl Flügel - mehr
Leitfläche - kürzer oder gleich
oder doch zu kurz gedacht

Seeehr interessante Überlegung die davon zeugt das du ein pfiffiger Kerl bist der mitdenkt
Die Biegung wird aber nicht durch den grösseren Durchmesser an sich geringer, denn mit dem
grösseren Durchmesser wächst auch proportional die Blatttiefe. Die Biegung als solche bleibt also gleich.
Bei Erhöhung der Anzahl der Rotorblätter sinkt naturgemäß die Leitflächentiefe jedes einzelnen
Rotorblattes. Proportional sinkt aber auch die Grösse des Vorflügels. Im Grunde bleiben die
proportionalen Verhältnisse und somit auch der Anteil der Biegung innerhalb des Rotorblattes gleich.

Etwas anderes wäre es, wenn du nur die Leitflächentiefe reduzierst, die Vorflügelgrösse aber konstant
halten würdest. Dann würde die Biegung "nicht mehr so stark auffallen". Das würde aber nach meiner
Einschätzung ziemlich sicher zur Folgen haben das die Nutzdrehzahl stark absinkt.

Zu deiner Grafik weiter oben:
es wäre ganz toll wenn Du sie mir als "gif" oder "png" oder in einem
anderen verlustfreien Format zur Verfügung stellen könntest. Falls das möglich ist dann könntest du sie
mir ja bitte mailen an Bernd@dasWindrad.de , vielen Dank.

Zur Vorflügeltiefe:
Diese ergibt sich aus der jeweiligen Form des Vorflügels und wurde noch nicht in Werten festgelegt.
Wir haben die Vorflügelformgebung bisher noch nicht ins allzu vielen Variationen ausprobiert.
Es zeichnet sich aber sehr deutlich ab, das eine "aeordynamische" Formgebung sehr von Vorteil
gegenüber einem halbrunden Vorflügel ist. Die Form des Vorflügels in deiner Grafik dürfte
nahe dem noch zu ermittelnden Ideal liegen.

Grüsse

Bernd

Bernd hat geschrieben:Die Biegung als solche bleibt also gleich.

da sind wir uns einig und ich werde mich bemühen deutlicher zu formulieren

Bernd hat geschrieben:Etwas anderes wäre es, wenn du nur die Leitflächentiefe reduzierst, die Vorflügelgrösse aber konstant
halten würdest. Dann würde die Biegung "nicht mehr so stark auffallen". Das würde aber nach meiner
Einschätzung aber ziemlich sicher zur Folgen haben das die Nutzdrehzahl stark sinkt.

.

Das will ich auf keine Fall, und Deine Messungen sind im Moment der einzige Bewies für stichhaltige Anhaltspunkte.

Was das Verhältnis von e zu u (Gesamtlügeltiefe/Umfang des Rotors) = 1/3 angeht so kann man das wohl leider nicht für andere Flügelzahlen annehmen.
Der Einflügler wäre dann ganz schön fett. Hm? Aber eigentlich einen Versuch wert. Daß der aber gebogen sein sollte ist dann offensichtlich.
Ob Carl das schon mal ausprobiert hat

In der anderen Richtung kann ich auch nicht mehr daran glauben, daß es gut ist das Verhältnis beizubehalten. Bei mehr als vier Flügeln nimmt bestimmt die Beeinflussung des in Windrichtung vorderen Flügels gegenüber den hinteren extrem zu, und wir wollen doch bestimmt den Luftstrom so eben wie möglich halten. Also müssten hier die Flügel noch kürzer werden als = 1 zu 3u.

Yo,yo noch viel zu tun.
erstmal hab ich die Tabelle mit den drei Proportionswerten fertig, nix dolles, aber zur Übersicht und Kontrolle hoffentlich hilfreich.
Hm? kann ich gar nicht zeigen hier, da Exel. Dann eben auf Anfrage per mail für alle und für Dich Bernd freiwillig

Bestens H.

Das von mir genannte Verhältnis von ca. 1 zu 3 bis 1 zu 3,5 gilt für einen 3 Flügler.
Es sei auch nochmal darauf hingewiesen das diese Werte vermutlich in die richtige Richtung weisen,
aber nicht unbedingt schon der Weisheit letzter Schluss sein müssen.

Wie stark sich dieses Verhältnis bei abnehmender Flügelanzahl verändert ist noch nicht im Detail
ergründet worden. Ich habe auf Carls Anregung hin schon versucht optimierte Werte für einen
Einflügler zu ermitteln. Hier kann man, wie du schon selber sagtest, nicht einfach das eben
genannte Verhältnis anwenden, denn das würde eine Flügeltiefe ergeben die alleine schon aus
optischen Gründen aber vermutlich auch aus aerodynamsichen Gründen nicht mehr tragbar ist.
Ich ermittelte recht gute Werte bei "nur" verdoppelter Leitflächentiefe, aber selbst das sieht dann
schon riesig aus.
Energetisch reicht der 1 Flügler nicht an den 3 Flügler heran. Mit dem "optimierten" 1 Flügler
ermittelte ich ca. 50% der Leistung des 3 Flüglers.

Deine Einschätzung das bei zunehmender Flügelanzahl der "freie Bereich zwischen den Flügeln"
gegenüber dem 3 Flügler vermutlich wieder anwachsen müsse ist für mich im Augenblick
nicht so ganz nachvollziebar. Damit würde immerhin auch der Anteil der energetisch wirksamen
Gesamtflügelfläche schrumpfen.
Ich glaube das sich da irgendwo ein Maß ergibt das man nicht unterschreiten sollte, also
nicht den Rotorumfang mit Flügelfläche "zupflastern" aber auch nicht zu wenig Flügelfläche
auf dem Rotorumfang unterbringen.
Erstaunlich übrigens das bei den meisten Tests der 2 Flügler die höchste Leerlaufdrehzahl hatte.
Um eine Abschattung der Flügel zueinander einzuschätzen müssen wohl viele Faktoren mit
einbezogen werden, zum Beispiel die Geschwindigkeit mit der der Wind den Rotor jeweils
durchströmt ebenso die aktuelle Rotordrehzahl. Die einfache "Sichtlinie" taugt da evtl. nicht so gut.

Grüsse

Bernd

@Huracan: Ich kann dazu auch nur sagen, dass erst jetzt durch Messungen und Vergleiche die genauen optimalen Proportionen ermittelt werden. Teilweise hat Bernd ja schon einige gute Anhaltspunkte erarbeitet, die sich auch mit dem decken, was ich an meinen fruehen Modellen rein vom Gefuehl her ohne Messinstrumente beobachten konnte. Ich habe meine ersten Versuchs - Ein-Zwei-und Dreifluegler rein instinktiv so gebaut, dass die Fluegelflaeche immer in etwa dem entsprach, was Bernd inzwischen auch durch seine Messungen als vorteilhafte Proportion ermitteln konnte. Deshalb kann ich Bernds Ergebnisse bisher auch aus meiner primitiveren Sicht bestaetigen. Wie Bernd ja selber sagt, gibt es noch allerhand zu tun, bevor man alle genauen Werte zusammenhat. Ich wuerde Dir wie Bernd auch zu gebogenen Leitflaechen raten, wie auch immer, sie bedeuten einen sprunghaften Anstieg der Leistung des Rotors! Biegen Kannst Du ueber einen runden zylinderfoermigen Koerper, ein sehr dickes Rohr, eine Saeule, ein Fass oder soetwas bei relativ weichen Blechen schon mit Koerperkraft. Um die korrekte Biegung zu ermitteln kannst Du eine Schablone mit der passenden Kurve ausschneiden und die Biegung daran anpassen. Gruss, Carl