Magnus/Savonius HAWT

[luftikus]

Hallo Flo,

ich finde den Magnus-Effekt auch sehr interessant und Wert, genauer drüber nachzudenken, ob man den irgendwie nutzen kann.
Habe mit Bernd an anderer Stelle schon kurz darüber diskutiert aber hier paßt es besser hin.
Folgende Idee geistert mir seit Tagen im Kopf rum:

0001_0270.mpg [ 1.21 MiB | 9855-mal betrachtet ]

Die Gedanken dazu:

• die Rotoren an den Zylinder enden sind unten abgeschattet um den Wind nur auf der beschleunigenden Seite zu nutzen und somit eine höhere Drehzahl zu erreichen
• Nachteil dabei ist evtl., dass sich die genutzte Fläche im Wind halbiert und somit weniger Energie zur Rotation des Zylinders verfügbar ist
• Hat jemand 'ne Vorstellung, wie die nutzbare Energie mit so einer "Abschattung" errechnet werden kann?
• Muß es ein Zylinder sein um den Magnus-Effekt zu erzielen? Nach dem, was Sebastian vor mir gepostet hat, scheint lediglich die Rotation irgendeines Körpers notwendig zu sein. Dann wäre es vielleicht effektiver, auf den Zylinder zu verzichten und statt dessen die gesamte Achse als Savonius o.ä. auszulegen - ohne Abschattung, da beim Magnus-Effekt ja die Abbremsung der Luft an der Unterseite von Bedeutung ist.
• Nachführung bei Windrichtungswechsel ist notwendig aber an der Verbindung zu dem U-Profil möglich.
• Am oberen Totpunkt wäre eine Abschattung oder eine Bremsung des Rotationskörpers wichtig, um einen Strömungsabriß zu provizieren und somit die Abwärtsbewegung zu erleichtern. Dazu fehlt mir noch eine konkrete Idee.

Bin auf Eure Kommentare gespannt.

Gruß, aJ

[Flo Celle]

Hallo Luftikus

Deine idee hatte ich auch schon vor einiger Zeit allerdings hat sie einen kleinen hacken denn nur die savonius rotoren alleine werden die nötigen drehzahlen wol kaum ereichen "leider" dazu fehlt einfach die möglichkeiten also müsste noch ein getriebe mit rein dann könnte sowas gehen . nun zu der iede denn Feltner rotor als hebe und senk "flügel" zu verwenden es wird wohl einige zeit kalpen aber da der rotationsflügel nicht wie bei dieser konstruktion Hubflügelgenerator mit einem verstellen des anstellwinkel auch die auftribskraft steigt oder sinkt oder gar umstelt sondern die auftriebskraft immer gleich bleibt wird sich so lange der Rotor in rotation ist irgend wann ein mit der anströmgeschwindigkeit gleichbleibender Auftrieb einstellen und es somit auch zu einem stilstand der auf und abbewegung kommen. Aber wie gesagt die Idee hat mich auch einige zeit beschäftigt bei einem Flettnerrotor muß man ganz anders als an herkömliche auftriebs arten herangehen ein interesantes objekt was ich auch schon mal als großes model gesehen habe ist das hier aus Japan Spiral Magnusmeinermeinung abgekupfert von einem urmodell aus Deutschlan aber nichts des do troz sind die jungs jetzt auf dem markt für mich persönlich ein sehr intresantes objekt !! mann kann den Magnus efeckt aber auch mit solchen "rotoren"fleigen auf eine andre art und weise;-) nutzen was aber dann nicht mehr viel mit Flettnerzu tuhen hat !
Ich möchte hier noch mal ein paar sehr intresante vorteile aufzeigen die so ein Flettnerrotor hat
anstellwinkel immer im optimalsten bereich "weil es ja eigendlich auch keinen gibt"
sturmsicher da immer nur solange auftrieb erzeugt wird solange die rotoren sich schneller drehen als die windgeschwindikeit und sie somit eine klar zu berechnenden windwiederstand leifern !
keine abriss kanten
sehr stabiele eigen bauform
mit weinig material zu bauen
gleichmäsige kraftverteilung
keine kompliezierte pitsh steuerung nötig .
meinermeinung nach hoher Wirkungsgrad !
Größte Nachteile :
eigenantieb für die rotation nötig
wenig Forschung und axseptanz in der Öfentlichkeit
weinig Fachwissen bei Experten vorhanden
wie so oft überzogenen angaben im internet aber auch nicht fölig falsch was das sondieren nach wircklichen Echten ergebnissen erschwert
Kaum oder Kein verständnis für die andersartikeit der rotaionsflügel und somit falsche vorstellung von eigenenergie verbrauch sowie schon erwähnt ernergie gewinn

[luftikus]

Hi Flo,

... da immer nur solange auftrieb erzeugt wird solange die rotoren sich schneller drehen als die windgeschwindikeit...

Wie kommst Du darauf? Auf dieser Seite http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/cyl.html
kannst Du simulieren, wieviel Lift bei 100mph Windgeschwindigkeit und einer bestimmten Drehzahl des dort verwendeten Zylinders (ca. 60cm Durchmesser, 6m Länge) erzeugt wird. Bei einer Umdrehung pro Minute sind das immerhin schon 20 Newton.
Ähnliches kannst Du hier simulieren http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/foil3.html und Vergleiche mit dem Auftrieb anderer Flügelformen durchführen.
Das durch den Auftrieb keine dauerhafte Rotation des Schwungrades zustandekommt, hatte ich ja in meinem letzten Punkt schon erwähnt. Mir fehlt noch die passende Idee, um am oberen Totpunkt auf einfache Art die Rotation des Zylinders zu stoppen, umzukehren oder den Wind nicht an den Zylinder zu lassen, sodaß der Magnus-Effekt (Auftrieb) somit erlischt, in die Gegenrichtung wirkt oder wenigstens reduziert wird.

Gruß, aJ

[Bernd]

Ist es nicht auch ein Nachteil das die entstehende Kraft immer im rechten Winkel zur Windrichtung steht ?
So wie ich das verstanden habe kann man den Flettner nur einsetzen wenn der Wind seitlich, am besten
mit 90 Grad, auf das Schiff weht.
Das man die Zylinder mit einem kleinen Savonius antreiben könnte, dessen Fläche viel kleiner ist als
die des Zylinders, kann ich mir nicht vorstellen. Ohne es genau zu wissen stelle ich mir vor das man für
die Rotation viel mehr Energie benötigt als so ein kleiner Savonius in der Lage wäre zu erzeugen.

Das mit der Auf- und Abbewegung habe ich nicht verstanden. Wofür soll diese gut sein ?
Wenn sie dafür sein soll damit der Savonius "durch den Wind bewegt wird" und dadurch Rotation erzeugt,
dann wäre es sicher besser die eingestzte Energie für die Auf- und Abbewegung gleich für den Antrieb der
Zylinderrotation einzusetzen denn dann hat man volle 100% zur Verfügung und bei der Hubbewegung sonst nur
soviel entsprechend des Wirkungsgrades des Savonius.

Grüsse

Bernd

[luftikus]

Hallo Bernd,

Hab die Simulation mal etwas abgewandelt.

0001_0270.mpg [ 1.21 MiB | 9750-mal betrachtet ]

Jetzt wurde der Zylinder ersetzt durch einen kompletten Savonius (o.ä.)
Ich stelle mir das so vor (beispielhaft folgende Annahmen: 3m/s Wind, Savonius Durchmesser: 0.1m; Länge 1m, Hub=0,1m)

• Der Wind treibt den Savonius an. Bei einem TSR von 0,8 ergibt sich eine Drehzahl von etwa 6 Umdrehungen pro Sekunde ( 360 rpm)
• Mit den Formeln aus http://www.grc.nasa.gov/WWW/K-12/airplane/cyl.html ergibt sich eine Auftriebskraft von knapp 3.5 N
• Die Auftriebskraft bewegt den Zylinder samt Halterung und "Kolbenstange" nach oben und treibt das Schwungrad an.
• Am oberen Totpunkt wird (wie auch immer) der Savonius gestoppt, der Auftrieb fällt weg und die Gewichtskraft von Rotor/Halterung/Kolbenstange treiben das Schwungrad weiter an
• Unten angekommen (oder etwas früher) wird der Savonius wieder "freigeschaltet" um wieder auf Drehzahl zu kommen und der Zyklus beginnt von neuem.

Ich tue mich momentan schwer, dass ganze theoretisch bzgl. der Leistung durchzurechnen, wenigstens näherungsweise. Soweit ich das verstehe, wird durch die
Wirkung der Auftriebskraft der Hubweg zurückgelegt, also eine Arbeit verrichtet. Die Leistung ist Arbeit pro Zeit, ich krieg aber irgendwie nicht raus, wie lange der Hub von 0 auf max dauert.

Gruß, aJ

PS: mach ich was mit den Tags falsch oder gibts da gerade ein Problem?

[Flo Celle]

Hallo Bernd
also ein nachteil würde ich das nicht so nennen der felttner ist kein "Flügel" der für alle bereiche gleich geeignett ist das heißt du hast mit deiner vermutung recht das er nicht immer von vorteil ist das er "nur " im 90° winkel zur windrichtung die volle kraft entwickelt aller dings kann man ihn in bestimmten situationen auch mit andren anström winkel durch auß verwänden z.B. auf einem Boot mach es dem Flettner bzw. dem Boot nichts aus wenn der anströmwinkel nit 90° zur fahrtrichtung beträgt da man die vermeintliche "seitwährtskraft" durch die ruder einwirkung in eine vorwährtskraft zumteil umlenken kann und somit einen sehr großen anstöm winkel zurverfügung hat
die auf und abwährtsbewegung diehnt dazu um einen Generator oder ein exsenter anzutreiben die savonius rotoren sind mit hilfe von getrieben sehr wohl diese leistung zu erbringen allerdings natürlich hast du recht sind sie wircklich ein bisel lütt aber ich denke es sollte nur der erleuterung dienen ich habe auch festgestellt das die rotoren sobald sie mal in fahrt sind immer weniger einergie führ ihre eingenrotation brauchen als am anfang sie brauchen zwahr ständig energie zufur aber sie fält an einem bestimmten punkt stark ab !
Gruß Flo

[Bernd]

Luftikus welches Problem mit den Tags hast du ?
Dein Link funktioniert leider nicht, zumindest bei mir kommt "Seite kann nicht angezeigt werden".

Flo wie ist denn das Verhältnis von zugeführter zu "gewonnener" Energie ? Gibt es da Richtwerte ?
Man liest oft von Faktor 10, mir scheint das aber recht hoch zu sein.

Grüsse

Bernd

[luftikus]

Bernd, Du bist nicht zufällig auch bei congstar? Weil ich die Seite auf meinem Rechner auch nicht aufkriege. Die scheinen, aus welchem Grund auch immer,
die NASA-Seite zu blocken. Versuchs mal über den Umweg von http://www.keyed.biz/. Da kannst Du aber leider das Applet nicht sehen, aber runterladen.

Wegen der Tags: Sieh Dir mal meinen letzten Beitrag an - ich wollte eine "geordnete Aufzählung" darstellen, aber die Tags stehen im Post genauso formatiert wie im Editor, so z.B.
[list=]
[*]erster Eintrag
[*]zweiter Eintrag
...
[/list]

Gruß, aJ

[Flo Celle]

Hallo Luftikus
ich hatte grade die antwort an bernd geschickt da hast du wohl deine eingestellt
also das mit dem anhalten ist so eine sache wie ich schon in bernds antwort geschrieben habe ist der Größte energie verbrauch vom start bis zur optimalen drehzahl eigenrotation des Flettners oder bei dir des savonius das heißt erstmal müßtest du jedes mal eine menge energie vernichten in dem du ihn ausbremst und dann auch wieder jede menge reinstecken um ihn wieder auf turen zu bringen und das alles auf einem sper kurzen hubweg also deswegen habe ich diese idee nicht weiter vervolgt und bin zu andren lösungs ansätzen übergegeangen eine ich hoffe ich finde ein video das es sehr deutlich zeigt ....... Leider habe ich nicht das richtige gefunden es gibt eins da hat jemand 3 savonius zu einem magnusefeckt vertikalwinrad zusammen gebaut sehr interesant aber das ersatzvideo zeigt was ich meine sehr deutlich ich denke das wenn man etwas bauen möchte mit hilfe von savonius und gleichzeitig noch den magnusefeckt außnutzen möchte dann währe das hier die beste möglichkeit magnus mit savonius
Gruß Flo

Edit : ich habe das "richtige" Video doch noch gefunden Savonius Magnus Effect

[Flo Celle]

Also link ging bei mir auch nicht ich bin bei T-online

bernd
also das mit dem facktor 10 halte ich auch für übertrieben allerdings habe ich mit meinen bescheidenen miteln einen facktor 7 ereicht was ich doch schon für sehr erstaunlich halte nur ist auch das keien außsage denn ich denke mann muß für den Flettner eine eigene klasse einführen denn wenn man dann CW wert mit einbezieht sieht das ganze dann schon anders auß es ist halt soo das mann sehr extreme eigenschaften hat die meiner meinung nach nicht mit irgend einem bestimmten Profiel vergleichen kann und genau da ist das problhem mit dem ermittel eines facktors im verhältnis das ist meinermeinung nicht möglich denn wenn ich meine selbstgebauten tragflächen auf einen anstellwinkel von 19° bringe und der flettner mit der gleichen cm² immer noch 60 oder 70% mehr auftrieb erzeugt dann habe ich aber immer noch nicht den cw wert mit einbezogen den habe ich aber beim flettner auch noch nicht ermitteln können a da leider meine messeinrichtungen zu plump sind es sollte halt wircklich unterschieden werden für was mann den Felttner in bertachtzieht
Gruß Flo