Beschleunigungsverhalten von Darrieusprofilen

[Bernd]

Hallo Leute,
Gestern bekam ich von unserem lieben User Sebastian drei Testflügel mit einem Profil zugesandt, das vor längeren an
der Delfter Uni entworfen wurde. Es handelt sich um das Profil DU06W200.



Sebastian hat dieses Profil auf seiner CNC Fräse mühselig für uns alle erstellt, unter anderen damit ich daran ein
paar Vergleichsmessungen vollziehen kann.



Ich habe dieses Profil auf meinen kleinen Prüfstand geschraubt und es dort einem Vergleichstest zu meinem
bereits vorhandenen NACA 0018 unterzogen. Das NACA 0018 hatte ich vor längeren von unserem User Tobi erhalten.
Das neue DU06W200 hat Sebastian aus MDF Material ausgefräst. Da die Hinterkante dieses Profils sehr dünn ist war
das wohl eine sehr kniffelige Sache. Man kann sich mit der Hinterkante rasieren.

Noch ist das Profil unlackiert, weswegen ein Vergleichstest gegen ein bereits lackiertes Profil eigentlich etwas unfair ist,
denn nach der noch zu erstellenden Lackierung dürfte das Delfter Profil noch merklich besser abschneiden.
Ich werde diesen Vergleich daher später nach mehrmaliger Lackierung der MDF Oberfläche wiederholen.
Trotzdem hier schonmal vorab was ich bis jetzt ermitteln konnte. Sebastian und mich interessierte dabei
vor allen auch wie gut das Delfter Profil beschleunigen kann. Bei einer Computer Simulation erwies es sich nämlich als
regelrechter Sprinter im Vergleich zu diversen anderen Profilen.
Ich habe die Rotoren beider Profile jeweils bei voller Ventilatordrehzahl zunächst einen Augenblick festgehalten und dann
los gelassen und dann alle 10 Sekunden die sich steigernde Drehzahl im Windstrom notiert.

Wer das noch nicht live gesehen hat wird sehr erstaunt sein wie langsam Auftriebsläufer im Luftstrom an Fahrt zulegen.
Erst ab einer bestimmten Drehzahl, aber der das Profil "fliegt", steigt die Drehzahl dann schneller und lässt sich
auch Leistung aus dem Rotor entnehmen.

Tatsächlich zeigte das Delfter Profil gegenüber dem NACA ein besseres Beschleunigungsverhalten, trotz fehlender
Lackierung. Nach der Lackierung sollte es im oberen Drehzahlbereich noch besser liegen und auch eine höhere Enddrehzahl
aufweisen als derzeit.



Eine Vergleichmessung der erzielten Leistung findet ihr hier : viewtopic.php?f=3&t=916


Grüsse

Bernd

[Bernd]

Die Testflügel mit dem Delfter Profil DU-06-W-200 sind nun lackiert.
Das Beschleunigungsverhalten hat sich tatsächlich durch das Lackieren nochmal verbessert.



Der Beschleunigungsabstand zum NACA 0018 hat sich noch vergrössert.
Ebenso ist die Maximaldrehzahl von zuvor 304 U/min auf jetzt ca. 315 U/min gestiegen.
Das Delfter erreicht aber nicht ganz die Leerlaufdrehzahl des NACA 0018, was aber kein Nachteil sein
muss, zumal der Unterschied in der Enddrehzahl sehr gering ist.

Hier gehts zum Leistungstest: viewtopic.php?f=3&t=916&p=12495#p12495



Grüsse

Bernd

[seb]

Hallo,

Die Werte sprechen für das Delfter, denn sie besagen, daß es ruhig verschmutzt sein kann
und dabei trotzdem gute Leistungen bringt. Dies halte ich für einen wichtigen Aspekt,
denn wer will schon ständig in 10m Höhe vierteljährlich putzen?

Ich bin auf die Leistungsmessung gespannt!

Viele Grüße

Sebastian

[Bernd]

Wie erklärt sich, das bei gleichem Gewicht und gleichen Dimensionen, Dicke, Tiefe etc. ein Profil
deutlich schneller beschleunigt als das andere ? Immerhin ist das Delfter dem NACA bei einer Gesamtmesszeit
von ca. 150 Sekunden um ca. 25 Sekunden im Vorteil.
Noch deutlicher wird es wenn man schaut wie lange ein Profil aus dem Stand braucht um auf 170 U/min
zu kommen. Das ist die Drehzahl ab der die beiden Profile auf meinem Teststand beginnen "zu leben",
beginnen Leistung zu erzeugen.
Hierfür braucht das NACA knapp 120 Sekunden und das Delfter ca. 90 Sekunden.
Anders ausgedrückt erreicht das Delfter diese Marke ca. 25 % eher.
Ich glaube das kann beim schnellen Folgen einer kurzen (energiereichen) Böe eine ganze Menge ausmachen.

Interessant vielleicht noch folgende Beobachtungen die ich an meinem kleinen Teststand machen konnte.
Der "Wind" kommt ja aus zwei nebeneinander stehenen 40cm Ventilatoren.
Wenn ich nur den Ventilator anschalte der die Mitwindseite anströmt dann beschleunigen die Profile
aus dem Stand heraus schneller, erreichen aber nicht die gleiche Leerlaufdrehzahl wie beim Betrieb
mit beiden Ventilatoren.

Schalte ich nur den Ventilator für die Gegenwindseite an dann läuft der Rotor, je nach Blattstellung,
meist gar nicht von alleine an sondern benötigt einen Anschubser. Danach beschleunigt er von alleine
weiter, erreicht aber auch nicht die gleiche Leerlaufdrehzahl wie mit 2 eingeschalteten Ventilatoren.

Mit welchem solo eingeschalteten Ventilator die Leerlaufdrehzahl höher ausfällt muss ich nochmal testen.

Grüsse

Bernd

[seb]

Hallo Bernd,

Am ehrlichsten werden wohl Messungen mit beiden Ventilatoren gleichzeitig sein.
Was ich mir noch vorstellen könnte wäre noch ein Gatter aus z.B. Sperrholzstreifen,
kreuzweise ineinander gesteckt um die Strömung gleichförmiger zu machen.
Ich befürchte, daß ein einzelner Ventilator einen "Spot", also einen Luftstrahl mit
kleinerem Durchmesser als der Ventilator selber besitzt ausbildet.

Ja, das Delfter Profil ist schon ein echter Hammer.

Ein damit gebautes Windrad liefert durch seinen hohen Wirkungsgard
ordentlich Strom, nutzt auch durch sein schnelles Beschleunigungsverhalten
Böen aus.

Was will man mehr?

Die Frage nach der Dimensionierung des GFK-Aufbaus des Flügels steht an anderer Stelle noch aus!

Viele Grüße

Sebastian

[Bernd]

Ja die Vergleiche vor den Ventilatoren sind nicht ideal. Umbauen will ich da aber nichts mehr, sondern
ich habe ja noch die "grossen" Ventilatoren aus denen mal ein Saugtunnel entstehen soll.
Hierbei will ich dann versuchen die Problematik der Verwirbelungen dadurch zu umgehen das das Windrad
im Sog der Ventilatoren steht und nicht auf deren Druckseite.

Durch die halbseitige Anströmung kann man unter Umständen Rückschlüsse auf die Eigenschaften des Profils
hinsichtlich seines CW-Wert Verhaltens auf dem Halbkreis gegen den Wind ziehen.
Das gleiche gilt für die Mitwindrichtung. Auch hier könnte ich mir vorstellen das durch gezieltes Anströmen
nur dieser Hälfte sich ebenfalls neue Erkenntnisse ergeben können.
Ein steht jetzt schon fest, ein Abschatten der Gegenwindrichtung bei einem Auftriebs VAWT (siehe Vertikalwindradmythos)
bringt eine Verschlechterung der Leistung mit sich und keine Verbesserung.

Grüsse

Bernd

[seb]

Moin,

Kann ich mir schon vorstellen. So ein System lebt von seiner Gesamtheit.

Super finde ich die Ausführung des Windkanals als Saugkanal.
Da sollten schon sehr verlässliche Messungen möglich sein.
Ich freu´mich schon drauf.

Viele Grüße

Sebastian

[Windkoch]

Hallo,

Bin neu hier im Forum, lese aber schon längere Zeit über Vertikalwindanlagen mit.
Über den Darrieus- HELIX - Rotor habe ich bisher wenig bzw. garnichts gelesen.
Diese laufen doch besser und schneller an. Kann an den HELIX- Rotoren auch das Profil " DU 06-W-200 "
verwendet werden? Welche Vorteile oder auch Nachteile seht Ihr in diesen Rotoren.
( Ich betreibe seit mehr als 20 Jahren eine Eigenbau Horizontal Windkraft Anlage mit 3m Durchmesser).

MFG. Albert

[Bernd]

Hallo Albert und herzlich willkommen hier im Forum als sechshunderstes Mitglied.

Mit helixförmig meinst du wahrscheilich die Darrieusmodelle bei denen die Flügel in einer Schräglage dem Umfang folgen.
Das Delfter Profil wäre nach meiner Einschätzung genauso dafür geeignet wie andere ähnliche Profile auch.
Das der Rotor schneller dreht wenn die Profile helixförmig angeordnet sind glaube ich eher nicht.
Auch ein besseres Anlaufen kann ich mir nicht vorstellen. Was ich mir vorstellen kann ist ein Anlaufverhalten des
stehenden helixförmigen Windrades das aus jeder Windrichtung gleich gut oder schlecht ist.
Bei der klassischen Bauform mit senkrecht stehenden Flügelblättern ist das Anlaufmoment von der Windrichtung abhängig.
Aus ungünstigen Richtungen kann das Anlaufmoment kleiner ausfallen als beim helixförmigen Aufbau, aber aus günstigen
Richtungen kann das Anlaufmoment nach meiner Einschätzung auch merklich grösser ausfallen als bei der Helix.

Den Vorteil den ich bei einem helixförmigen Aufbau sehe ist der das die Dremomenterzeugung sehr gleichmässig erfolgt.
Das dürfte zur Folge haben das in den Masten und überhaupt in die ganze Konstruktion weniger störende Kraftimpulse
geleitet werden die eine Konstruktion durchaus mal zum Aufschwingen animieren können.
Unter Umständen könnte auch die Geräuschentwicklung weniger impulsartig ausfallen als beim klassischen Aufbau mit
einzelnen, senkrecht stehenden Flügeln.

Die Nachteile scheinen mir in einer deutlich schwierigeren Herstellung der Flügel zu liegen.
Ich persönlich empfinde den optischen Eindruck eines "rotierenden Korkenziehers" als weniger angenehm als beim
herkömmlichen Aufbau.

Grüsse

Bernd

[HRotorland]

Hallo Leute,

schade dass ich nicht vor einen Jahr diesen Forum gefunden habe! Dann konnte ich meinen H rotor mit das Profil DU06W200 bauen. Ich benutze jetzt Joukovski 12% profile, ich hoffe das wird gut sein. Noch ein Paar Monaten und wir werden mehr wissen (bei den ersten Testlauf).
Aber das Profil DU06W200 interessiert mich sehr, kann jemand vielleicht helfen und Daten (Koordinaten, usw) für mich schicken?

Danke, und schöhen grüsse

Roland