Guten morgen beisammen!
Es freut mich sehr, innherhalb so kurzer Zeit schon zwei Antworten auf meinen Thread bekommen zu haben!
@Carl: Danke für die ausführliche Schilderung deiner Anordnung! Die Schlagenergie zusätzlich zu dem Drehmoment zu nutzen, ist sicherlich eine interessante Idee für den Bastler und privaten Anwender, der im Einzelfall auch eine Verwendung dafür findet. Allderdings bin ich der festen Überzeugung, daß es im normalen alternativen Energiesektor keinen wirklich Interessieren würde. Wenn eine Kraftmaschine in der Lage ist, DIE Edelenergie zu erzeugen (Strom) wird sich im Regelfall niemand für die weitere mechanische Energie interessieren, die die Anlage abgeben kann. Desweiteren würde eine solchartige, zusätzliche Energieabgabemöglichkeit den mechanischen Aufbau nur unnötig verkomplizieren und verteuern.
Für mich als Konstrukteur stellt somit im Moment das Schlagen eher ein Hinderniss als einen Nutzen dar, den es auszumerzen gilt. Neben dem schon angesprochenen, eher rythmischen Drehmomentverlauf, der IMHO am ehesten durch ein hohes Massenträgheitsmoment ausgeglichen (gespeichert) werden kann, führt dieses Phänomen auch zu einer recht ungleichen Lagerbelastung, die zu beachten ist.
Leistungsberechnung: Ich habe es mir in diesem Fall einfach gemacht, und die Leistungsberechnung vom Luft-Savonius genommen,
also P (W) = 1/2 x p (kg/m³) x A (m²) x v(m/s)^3 und hierbei nur die Dichte p der Luft durch Wasser getauscht. Es gibt ja keine anderen Formeln. Bei einer Anströmung von 1,5m/s müssten 51W drinnen sein. Da die Schnelllaufzahl im Leerlauf (zumindest in Luft) bei 1,8 liegt, müssten bei meinem 30 cm Rotor etwa 172 U/Min anstehen. Schnelllaufdrehzahl bei Last sollte 1,0 sein, also ca. 95 U/Min?
Ich hab allerdings so das Gefühl, das diese Snelllaufdrehzahlen für Wasser andere sind....
Vielleicht gibt es hydraulisch eine Möglichkeit, diese (fehlene) Anströmung im Frontdurchlauf der gegenläufigen Schaufel etwas zu verbessern. Dies könnte durch eine andere Profilform der Schaufel, oder eben durch Leitbleche am Rahmen erfolgen. Leitbelche haben halt das konkrete Problem, daß Wasser (im Gegensatz zu Luft) nicht kompressibel ist, das Laufrad aber ein Verdrängertyp. Das Wasser zwischen voreilender Schaufel und Leitblech muss nun irgendwohin verdrängt werden was Leistung kostet, also zu den Seiten in das frei strömende Wasser, was Turbulenzen mit sich bringt. Turbulenzen sind im Turbinenbau DIE Effizenzbremse schlechthin.
@Flo Celle: Es gibt in diesem Bereich durchaus soviel Entwicklungs- und Forschungspotenzial, daß es nicht unbedingt ein Savonius sein muss. Die canadische Firma "Althydrosollutions" hat einen unter Wasser lauffähigen Darrieus Rotor auf den Markt gebracht, der auch wirklich funktioniert. Schau mal unter
http://www.althydrosolutions.com und dort das Video. Schaut toll aus, die Anlage. Langsamläufer mit viel Drehmoment. Einfache Montage. Nachteil: Sauteuer! 1kW konsten so um die US$ 8500,-. Das wird sich keiner Leisten wollen und können. Daher hat es der Stephen Gregory (ich kenn ihn ein bißchen) auch so schwer, sein Produkt unterzubringen...
ICh hab da auch noch ein altes Video von ihm hochgeladen...
Die Sache mit dem mehrstufigen Savoniusläufer ist mir schon klar. Problem in diesem Fall: Nach statistischer Vermessung vieler vorhandener Bäche und Bachläufe ist das Tiefen- Seitenverhältnis in der Regel bei 3:1 bis 3:2. Soll heißen die Bachbetten sind in der Regel mehr breit als tief. Ein doppelter, oder dreistöckiger Läufer würde in seiner anströmbaren Innenhöhe pro Stockwerk sehr klein ausfallen => übermässige Grenzflächen => Turbulenzen => Leistungsverlust.
Dann müsste man den Läufer aus dünneren Edestahlblech aufbauen, lasergeschnitten und WIG geschweißt, um die Wandstärken gering zu halten! Ist mir aber im Moment noch zu teuer für einen Proto.
@Alle:Was mich im Moment insbesondere Interessieren würde, ist die Folge der Variation zwischen Öffnung und Überdeckung der beiden Schaufeln. Dr. Heinz Schulz gibt eine Überdeckung von 20% an. Dies gilt für Luft. Die ist kompressibel und wird dort schon "rum" gehen und in die gegeläufige Schaufel strömen. Ob das bei Wasser gleich ist, bezweifle ich stark. Wasser ist nicht kompressibel und schnelle Ablenkungen führen zu Strömungsablösungen und Turbulenzen. 180° Ablenkung ist schon sehr viel. Selbst im Pelton-Bereich, wo das Wasser ja geziehlt abgelenkt wird, hat man bei den gewünschten 170° schon so seine Probleme....
Vieleicht tut es auch nur eine Ablenkung von 160°??? Oder eben der Durchströmrotor á la Schulz, der eigenlich nur um 120° ablenkt, dafür aber mit drei Schaufeln arbeitet...
Apropos: Hat jemand ein verwertbares Durchströmprofil vom Schulz zur Hand?? Das in seinem Büchleich ist schwerlich in die CAD zu übertragen...
Und noch so ne Frage: Kennt jemand eine einfache CFD Freeware, die 2D Rechnen kann und auch auf Windows läuft???
Also dann!
LG
Simon