Leistungsvergleich Darrieusprofile

[luftikus]

Achso, noch was.
Simuliert wird nun ein Hohlprofil mit einer angenommenen Wandstärke von 3mm. Einverstanden?

Gruß, Andreas

[Bernd]

Hallo Andreas,

Du fragtest ob die Darstellungen wie im Amiforum reichen würden.
An sich schon denke ich. Was ich bei den Simulationen dort nie verstanden habe ist wieso ausschliesslich
die Starteigenschaften, also nur die ersten Sekunden simuliert werden ? Nicht das ich es nicht gut fände, im Gegenteil,
haben diese Simulationen mich doch erst auf die Unterschiede bei den Start- und Beschleunigungseigenschaften
aufmerksam gemacht. Aber warum simuliert man nicht die Leistungausbeute eines voll beschleunigten Profils ?

Zu dem Anstellwinkel "Problem". Ich glaube du hast das richtig erfasst. Das gelingt einem aber auch nur wenn
man sich das selber aufzeichnet.
Man zeichne ein Profil dessen gedachte Linie zwischen Spitze und Heck genau auf einer Kreistangentialen liegt.
Dann ziehe man einen Tragarm(strich) vom Zentrum des Kreises genau in die Mitte des Profils.
Es ergeben sich am Tragarm 90 Gradwinkel zu der gedachten Linie zwischen Flügelspitze und Heck.
Ziehen wir unseren Tragarmstrich vom Rotorzentrum in das vordere Drittel des Profils verändern sich die Winkel zur
gedachten Linie innerhalb unseres Profils. (Chordlinie) Der Flügel bleibt dabei immer auf der Kreistangentialen.

Ist der Tragarm also vor der Flügelmitte montiert, was meist gemacht wird da dort der Flügel oft seine grösste Dicke und daher auch
sein Massezentrum hat, dann darf der Montagewinkel zwischen Tragarm und Chordlinie für einen Null Grad Anstellwinkel nicht
mehr 90 Grad sein, sondern der Winkel zwischen Tragarm und Flügelnase geht dann über 90 Grad und der Winkel zwischen
Tragarm und Flügelheck unter 90 Grad.

Wichtig ist das man, egal wo und wie man montiert, den Flügel nicht anstellt, es sein denn man möchte das ausdrücklich erreichen.
Nicht anstellen bedeutet hierbei das der Abstand von der Flügelspitze zur Rotormitte gleich gross ist wie der Abstand vom Flügelheck
zur Rotormitte. Das kann man leicht nachmessen. Wenige Millimeter Abweichung können da drastische Auswirkungen zeigen.

Grüsse

Bernd

[luftikus]

Ah Bernd,

gut das Du Dich hier nochmal mit einschaltest. Ich hab da nämlich auch nochmal eine Frage.
Zunächst mal, bzgl. des Anstellwinkels habe ich Dich verstanden.

Zweiter Punkt: die Grafiken - über das, was Du angesporchen hast, hab ich noch gar nicht nachgedacht. Für mich sah es immer so aus, dass die Simulationen halt so lange laufen, bis die RPM sich kaum noch ändert. Außerdem sah ich bisher nur, dass der Rotor die größte Leistung bei einem TSR deutlich vor der maximalen RPM hat. Laß uns als Beispiel von dem letzten "Spinoff Result" im Amiforum reden - dem "5 Bladed Lenz2". Max RPM geht gegen 100. Max Power findet sich bei RPM=60...80, was einem TSR um die 0,8 entspricht.
Aber ich muß gestehen, ich kann nicht so richtig gut bewerten, was das bedeutet, wenn ich einen Generator anschliesse. Heißt das, dieser sollte bei ca. 70 RPM seine Maximalleistung liefern und so "schwergängig" sein, dass er den Rotor in diesem Drehzahlbereich hält? Kannst Du das erklären?

Dritter Punkt: Nun zu meiner Frage - Ich habe hier schon oft über das TSR gelesen und den Eindruck gehabt, es wird immer nach einem möglichst hohen TSR gestrebt. Die Erklärung war für mich, dass die meisten Generatoren erst bei größeren Drehzahlen nennbare Leistungen zeigen. Ist das der Grund und wenn ja, ist es der einzige Grund, ein hohes TSR zu erzielen?

Andreas

[Bernd]

Ja richtig der höchste Punkt der Leistungkurve liegt immer unterhalb des Leerlauf TSR.
Beim C-Rotor und beim Lenz liegt der Peakpoint der Leistungskurve ca. bei 60% des Leerlauf TSR.
Damit decken sich meine Erfahrungen also auch mit den Simulationen.
Bei den Auftriebsprofilen die ich bisher testete lag der der Peakpoint immer ziemlich genau 25%
unter dem Leerlauf TSR.

Der Generator sollte den Rotor also gerade so stark belasten das der Rotor möglichst auf dem Gipfelpunkt
seiner Leistunbgskurve bleiben kann. Belastet er zu stark würgt er den Rotor ab und er bleibt fast stehen und
es wird Leistung verschenkt. Belastet er zu wenig dann wird ebenfalls Leistung verschenkt.
Die "Schwergängigkeit" des Generators wird durch die Höhe der erzeugten elektrischen Leistung bestimmt.
Die Schwergänigkeit die wir beim unbelasteten Drehen des Genrators von Hand spüren ist nichts gegen das
was im Betrieb bei der Erzeugung der elektrischen Energie an Schwergänigkeit entsteht.
"Schwergängigkeit" (also Drehmoment) mal Drehzahl = Leistung.

Generatoren werden umso teurer je tiefer ihr Nutzdrehzahlbereich liegt. Es ist um ein vielfaches einfacher
einen Generator zu bauen oder zu kaufen der eine Nenndrehzahl von 1000 U/min hat als einen der eine
Nenndrehzahl von 200 U/min hat. Bei tiefen Drehzahlen wird es sehr teuer bis sehr sehr teuer.

Ein weiterer Grund für das von einigen (nicht von mir) angestrebte sehr hohe TSR ist deren Überzeugung das ein
Auftriebs Vertikalläufer unter einem TSR von z.B. 3 gar nicht richtig funktionieren kann. Diese Meinung hält sich
hartnäckig und wird immer wieder mehr oder minder sachlich begründet.

Ich sage das TSR muss für mich gerade so hoch sein das der Generator nicht zu teuer wird und das Windrad gut
funktioniert, aber auch nicht so hoch das ich ein Windrad mit statisch fraglichen zierlichen Flügeln erhalte das nicht
mehr von alleine anläuft und auch sonst mimosenhafter Natur ist.
Ein hohes TSR hat nämlich auch so seine Nachteile, das bleibt gerne unbeachtet.

Die bisherigen Tests auf meinem bescheidenen H-Rotor Prüfstand zeigten für die getesteten Auftriebsprofile ein TSR
on ca. 2 bis 2,5 unter Last sogar teils weniger.
Das reicht mir wenn das Windrad damit gut seine Arbeit verrichtet und es entstanden mit diesem geringen TSR teils
sehr gute Ergebnisse im Vergleich zu anderen getesteten Profilen wie Lenz und C-Rotor obwohl immer wieder
behauptet wird das unter einem TSR von 3 praktisch gar keine Leistung entstehen könnte.
Was mache ich falsch ?

Grüsse

Bernd

[Roland]

Achso, noch was.
Simuliert wird nun ein Hohlprofil mit einer angenommenen Wandstärke von 3mm. Einverstanden?

Hallo Andreas !

Super, paßt perfekt !

Ich bin schon auf das Ergebnis gespannt.

Vielleicht bau ich danach wieder einen Eliptischen Rotor, da ich mit dem derzeitigen 3/4 Zylinder Profil nicht wirklich zufrieden bin....

lg
Roland

[luftikus]

Einen sonnigen guten Morgen,

So die Simulation ist fertig, schon seit vorgestern Abend, aber ich bin erst jetzt zur Nachbearbeitung (Videoerstellung) gekommen.
Was denkt ihr, wie ich die Ergebnisse hier am Besten zur Diskussion einstellen sollte? Sind ja doch 'ne ganze Menge Grafiken, und die
Möglichkeit von verkleinerten Vorschaubildern (wie im Ami-Forum) haben wir in diesem Forum glaube ich nicht.
Es existieren 2 Videos (Geschwindigkeits- und Druckverteilung) und 10 Diagramme (siehe Ami-Forum), das wäre ein sehr langer Beitrag.
Wollen wir uns auf weniger Diagramme konzentrieren (welche) oder soll ich besser alles in ein zip-Archiv komprimieren und als Anhang reinstellen.

Vorschläge?

Gruß, Andreas

[Bernd]

Du kannst ja einen eigenen Thread für deine Simulationen aufmachen wenn du magst.
Evtl. stellst du die Videos und die/Das wichtigste(n) Bild(er) online, vielleicht das mit dem Wirkungsgrad
und noch ein anderes und das komplette dann als zip zum runterladen.
Aber ich glaube auch alle Bilder hier zu zeigen wäre möglich wenn sie nicht gerade alle 1200 breit sind.
Einige Darstellung im Amiforum haben zumindest mir persönlich aber nichts gegeben, bzw. wusste ich nichts
damit anzufangen. Ich habe meist immer nur auf die Grafiken mit dem Startverhalten und dem Wirkungsgrad geguckt.
Mach man erstmal und wir sehen wie es wird.

Grüsse

Bernd

[Roland]

Hallo Andreas !

Freu mich schon auf die Ergebnisse !

Ich würde einen eigenen Tread mit "Simulationen" unter "Bekanntmachungen" und unter "andere Vertikal- Rotoren" aufmachen.
Dann kann man dort immer nachschauen. (Ähnlich wie bei den Berechnungstools)

lg

Roland

[luftikus]

Ok, ich werde unter "andere Vertikal-Rotoren" ein neues Thema "Simulationen" aufmachen. Wie ich das als "Bekanntmachungen"
definiere, weiß ich aber nicht. Darf das nicht jeder?

Gruß, Andreas

[Roland]

Hallo Andreas !

Ich habe jetzt kurz versucht eine "Bekanntmachung"anzulegen, hab es aber auch nicht geschafft. (Bzw. weiß ich nicht mehr wie ich das mit der Bekanntmachung beim Lenz Berechnungstool gemacht habe.

Ich bin aber überzeugt, das Bernd, wenn du die Simulation als normalen Beitrag hochlädst, diese sicher auch im Nachhinein noch als Bekanntmachung speichern kann.

Ich würd's auf jeden Fall gut finden wenn man die Simulationen von div. Rotorblättern immer gleich finden würde.

Leider konnte ich mich erst jetzt melden, da ich mit meiner Family das schöne Wetter ausnutzen wollte...

lg

Roland