9° in welche Richtung?

Re: 9° in welche Richtung?

Beitragvon Wolle » Fr 19. Nov 2010, 21:52

Ich finde es gut, das wir das Problem hier besprechen können, es gibt ja immer noch genügend Verwirrung um das Thema.
Und ich bin bei weitem bestimmt nicht der Einzigste :?
Dann müsste es doch so richtig sein??
Aber was mich hier verwundert, das der Winkel in eine ganz andere Richtung (jetzt positiver Drehsinn) geht, als in der Skizze von Lenz...
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Re: 9° in welche Richtung?

Beitragvon Bernd » Fr 19. Nov 2010, 22:01

Ich könnte mir vorstellen das Ed das vielleicht selber am neuen Profil nie so genau
ausprobiert hat wie beim alten. Vielleicht liegt der beste Winkel auch noch in einem
anderen Bereich, aber das das Heck sehr deutlich nach innen zeigen soll kann ich mir
beim besten Willen nicht vorstellen, aber wer weiss.

In meinem Tests habe ich, die Erkenntnis erlange ich jetzt, den Winkel auch nicht dort
gemessen wo es vielleicht am logischsten wäre. Ich weiss aber das ich die besten Resultate
erzielte wenn der Vorflügel etwas nach innen zeigte.

Es ist sicher auch nicht verkehrt den Flügel so zu montieren das ein verändern des
Anstellwinkels auch später noch möglich wäre.

Grüsse

Bernd
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Re: 9° in welche Richtung?

Beitragvon Wolle » So 21. Nov 2010, 18:03

Hallo Bernd,

bei deinem Test des Lenz2 vs. C-Rotor, da hast du doch den Rotor bestimmt nach Angaben von Ed Lenz dimensioniert.
Meine Frage: Hast du den Flügel nach den "9°" ausgerichtet oder das Vorflügel und Ende des Leitflügels auf einer Kreisbahn liegen?
Oder eventuell beide Varianten damal getestet?

Grüße Wolle
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Re: 9° in welche Richtung?

Beitragvon Bernd » So 21. Nov 2010, 18:58

Eine gute Frage, da müsste ich selber in meinen Bericht gucken den ich sicher seinerzeit hier
geschrieben habe. Was ich so noch in Erinnerung habe ist das die Unterschiede nicht so sehr gross
waren wenn ich das Profil verschwenkte. Aber DIE 9 Grad die man in Ed's Lenz 1 Anleitung sieht
habe ich nach den neuen Erkenntnissen auch nicht getroffen. :)

Grüsse

Bernd
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Re: 9° in welche Richtung?

Beitragvon Wolle » Di 30. Nov 2010, 11:35

Hallo,

ich hatte vor kurzem mal den Herrn Lenz per E-Mail nach dem Lenz2 und den Dimensionen bzw. Anstellwinkel gefragt.

Das Englisch habe ich mit meinen geringen Kenntnissen und google übersetzt. :shock:

"Dear Mr. Lenz,

I am very interested in wind power.
I would have got a question to the Lenz2 and the dimensions of the rotor blades.
For some time we discuss in the forum about the dimensions and the angle of attack.

viewtopic.php?f=21&t=838

On your first rotor, the Lenz1, the outside edge of the wing and the end of the guide vanes are in a circular orbit but is not in the Lenz2?
Have you also done extensive testing to Lenz2?
... "

Und hier die Antwort:

"Hello,
Yes, the air flow through the original one was altered by the center drum.
This was to create a low pressure area on the back side of the turbine.
I later realized this could be done with the wings and removed the drum.
The wing angle is correct at 9 degrees although it will operate fine at different angles the 9* is optimum."

Ich hoffe es war Ok, das ich den Link zu diesem Forum gepostet habe, vllt. schaut der Herr Lenz ja mal vorbei ;) .

Grüße
Wolle
 
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Re: 9° in welche Richtung?

Beitragvon Bernd » Sa 4. Dez 2010, 20:28

Hallo Wolle, ich hatte diese Antwort von Ed erwartet. :)
Also sollen wir nach wie vor den geraden Teil des Profils um 9 Grad mit der
Nase nach Innen zeigen lassen, auch wenn dann nicht die Außenkanten auf
der gleichen Kreisbahn rotieren.

Danke das du ihn fragtest und seine Antwort hier zeigtest.
Es war auf jeden Fall richtig ihm den Link zu unserer Diskussion zu schicken.

Grüsse

Bernd
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Re: 9° in welche Richtung?

Beitragvon arop13 » Mi 12. Jan 2011, 01:14

Hallo "Windfreunde",

dies ist mein erster Beitrag, denn ich interessiere mich erst kürzlich für VAWT und das "Fieber" läßt mich nicht mehr los, denn ich plane eine kleine WKA für mein Gartenhaus in Niederösterreich. War von Anfang an für "Vertikale" begeistert... aber erst durch viele Recherchen von den ursprünglichen Ideen (-> Savonius -> Darrieus -> Kombination von beiden) doch endlich zum C-Rotor und mittlerweile auch ein wenig(?) zum Lenz-Rotor gekommen. Warum, will ich weiter unten erklären.

Meine Anmerkungen zur (verwirrenden) Diskussion +9 oder -9° sind folgende:

Die Abbildungen (technischen Zeichungen) von Lenz1/2 sind nicht naturgetreu! Denn die Verhältnisse von wing chord / wing diameter sind in den Abbildungen mit ca. 2,42/2,96 dargestellt. Laut Angaben müssten diese aber 2,02/2,13 betragen. Das macht das Leben eine CAD-Zeichners nicht leichter! Aus diesem Grund eine weitere Abbildung von mir:

Lenz1_Dimension.pdf
(16.38 KiB) 197-mal heruntergeladen


Zur Erklärung:
Der Flügel in Magenta stellt die Größenverhältnisse für Lenz1 mit Radius 500 mm dar. Das grüne Teil ist aus Wolles Vorlage (+9°) entnommen. Hier mußte ich jedoch schätzen, denn ein Dreieck ist entweder durch zwei Seiten und den einschließenden Winkel ... oder ... oder ... definiert. Ich habe 43°zwischen den roten radialen Linien geschätzt (gemessen!) angenommen. Die Dimension der (grünen) Platte (Wolle) scheint mir, nach Angaben der vorliegenden Lenz1/2-Zeichnungen, für einen 0,5 m-Rotor deutlich zu groß! Die (fast nicht sichtbare) graue Fläche, ist der Versuch die "trailing edge" auf den Kreisumfang zu ziehen. Und auch ich komme zu einem ähnlichen Wert wie Wolle (14°)! Die anderen Varianten habe ich mir gespart. Denn es gibt einfache Gründe dafür.

Zum Problem:
+ (plus) oder - (minus) 9°! Ich möchte hier keine alten Weißheiten widerkauen, aber zur Erklärung des Problems zwei Zitate von Felix von König aus "Wie man Windräder baut" (4. Aufl.), um endlich mit der Frage plus oder minus ins Reine zu kommen:

Liegen die Staukörper jedoch schräg in der Strömung, so teilt sich die Windkraft in zwei Komponenten und zwar in eine Widerstandskomponente in Richtung des Windes und in eine quer zur Windrichtung, die man Auftrieb nennt.

Und mit "schräg" ist hier "die dem Wind zugewandte Seite nach oben" gemeint, was die (minus!) -9° doch nicht sind! Denn -9° erezugt nur einen "Ab"-, aber keinen "Auf"-Trieb!

Außerdem schreibt von König auch noch folgendes:

Wir brauchen aber einen hohen Auftrieb und so muß man einen größeren Anstellwinkel a mit 6° oder 7° wählen und die höheren Wirbelverluste in Kauf nehmen, die … mit falscher Anstellung recht erheblich anwachsen.

Aber das braucht man ja nicht passionierten Windradbauern zu erklären. Es wunderte mich nur die Diskussion, ob und warum welche Winkel sinnvoll wären.

Aber auch diese Thematik hat mich zum Denken bewogen. Meines Erachtens ist der Lenz1 eine gute Idee, aber die Leitflügel haben noch kein wirklich gutes Design im Sinne eines aerodynamischen Optimums! Aber vielleicht wäre dies die Lösung zu einer weiteren Verbesserung des Wirkungsgrades (41%)!? Aber dann (bitte) in der richtigen Richtung :lol:

In diesem Zusammehang auch ein Wort zum C-Rotor: nachdem sich hier die Leitflügel auf der Kreisfläche bewegen, ist auch hier das Auftriebsprinzip - sofern man überhaupt davon sprechen darf - nicht wirklich optimal gelöst. Für mich ist es ein modifizierter Widerstandsläufer, der mir aber trotzdem recht gut gefällt.

Beim Vergleich von Lenz1 mit Lenz2 fiel mir folgende Modifikation besonders auf: Beim Lenz1 gibt es eine Center Drum, die die Strömungsdynamik, im Inneren des Rotors, positiv beeinflußt. Leider wurde diese beim Lenz2 völlig vernachlässigt und (stattdessen?) die Flügel mit -9°angeordnet. Umso verwunderlicher ist der enorme Wirkungsgrad! Es macht deshalb auch nicht viel Sinn, Lenz1 mit Lenz2 direkt zu vergleichen. Denn alleine die Summe der wing chords, im Verhältnis zum Umfang des Rotors unterscheiden sich enorm (L1/L2 = 27/38%). Ganz zu schweigen von den viel mächtigeren Vorflügeln, die eventuell das Anlaufvermögen des Rotors verbessern, aber auch den Widerstand, über mehr als der halben Rotationsbahn, erhöhen
Ein Vorschlag: Wäre es nicht verlockend, den Drum-Körper gegen den Uhrzeigersinn zu drehen, so dass die Drum-"Kante" mit der trailing edge des benachbarten Flügels näher zusammenzurücken, um mit dem nachlaufenden Flügel (mehr) +/- parallel zur Windrichtung stehen? Aber das will ich erst noch einmal in einer weiteren Zeichnung ausprobieren. Aber auch eine Variation des Drum-Radius' wäre interessant, um den Einfluß der dadurch induzierten Druckunterschiede auf das Leistungsspektrum zu untersuchen?

"Grau mein Freund ist alle Theorie..." auf weitere Kommentare - vielleicht dann auch aus der Praxis freue ich mich jetzt schon.

Mit "windigen" Grüßen aus AT

Armin
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Re: 9° in welche Richtung?

Beitragvon Wolle » Do 13. Jan 2011, 20:15

Hallo arop13,

da freut man sich doch, wenn sich immer mehr Windradfreunde für den Lenz Rotor begeistern. :)

"Die Dimension der (grünen) Platte (Wolle) scheint mir, nach Angaben der vorliegenden Lenz1/2-Zeichnungen, für einen 0,5 m-Rotor deutlich zu groß!"
Die Größe stimmt laut Tool für den 0,5 m-Rotor! viewtopic.php?f=21&t=638
--> Also meinst du, dass das Optimum bei den Flächen (laut deiner Skizze, mangenta und grün) dazwischen liegt?

Ich denke Lenz hat dazu bestimmt einige Tests durchgeführt, bis er zu diesem Ergebnis gekommen ist.
Sicherlich ist in der Aerodynamik noch einiges machbar, zb. der Vorflügel...

Ich gebe dir vollkommen Recht, was nützt all die ganze Theorie, wenn es keiner testet bzw. keiner die Möglichkeit hat es zu testen.
Vielleicht hast du die Möglichkeiten eventuelle Optimierungsarbeiten am Lenz-Rotor zu bauen und anschließend zu testen?

Grüße
Wolle
 
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Re: 9° in welche Richtung?

Beitragvon Bernd » Do 13. Jan 2011, 20:38

Hallo Armin und herzlich willkommen im Forum.

Die Abbildungen (technischen Zeichungen) von Lenz1/2 sind nicht naturgetreu!


Was mir als erstes auffiel ist das in deiner Lenz 1 Abbildung die Proportionen dem
des Lenz 2 entsprechen, also auch nicht naturgetreu? Beim Lenz 1 ist doch der Flügel schlanker und tiefer.
Nur der Lenz 2 ist so kurz und dick, oder habe ich einen Knick in der Pupille ? ;)

Du zitierst Teile eines Buches in dem es um Anstellwinkel "normaler" Auftriebsprofile geht.
Ich glaube nicht wirklich das man diese Erkenntnisse 1 zu 1 auf ein Profil wie das des Lenz Rotors übertragen kann.
Wenn wir den Lenz so anstellen wie es bei einem herkömmlichen Tragflächenprofil zu einer
Steigerung des Auftriebs führt, dann sinkt beim Lenz die Effektivität, das konnte ich auf
meinem Teststand ermessen. Ganz so einfach sind manche Dinge eben doch leider nicht und
ganz so unverständlich ist eine Diskussion um das Thema Anstellwinkel also vielleicht doch nicht. ;)

Interessant fände ich einen Vergleich eines Lenz mit gerader Seitenfläche, einem mit auf Kreisradius
gebogener Seitenfläche und einem mit entgegen dem Kreisradius gebogener Seitenfläche, quasi so
gebogen wie bei einem "herkömmlichen" Profil.
Als 50cm Modell könnte ich das auf meinem Teststand durchmessen, habe aber keinen Bock diese
3 Varianten zu bauen. Wer mir diese Profile liefert dem messe ich das durch.

Der C-Rotor ist für mich (wie auch der Lenz Rotor) überwiegend ein Widerstandläufer, das beweisen
auch die geringen Drehzahlen. Der C-Rotor ist eine Art "Savonius auf einer Kreisbahn". Naturgemäß
ist beim C-Rotor der Aufbau eines Unterdrucks in der vorderen Hälfte des Profils, wie es gemeinhin zur
Erzeugung von Auftrieb der Fall ist, nur sehr bedingt möglich. Hier fungiert der offene Flügel als ein
Durchlass für den Ausgleich von Druckunterschieden.
Wir haben mit geraden und im Kreisradius gebogenen Leitflächen experimentiert und stellten dabei
einen deutlichen Vorteil für die gebogene Variante fest. Sowohl TSR als auch die Effektivität stiegen
deutlich messbar an.

Fakten die man für normale Tragflächenprofile als lange bekannt und unstrittig kennt lassen sich nicht einfach
auf eine Konstruktion mit völlig anderem Funktionsprinzip übernehmen. Hier muss man jeden Einzelfall
genau anschauen und gucken welche Maßnahmen dort eine Verbesserung erbringen könnten.

Grüsse

Bernd
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