Welches Flügelprofil für einen Darrieus ?

[Bernd]

Hallo Rainer, danke für den Link.

Schwerer Stoff und ich habe mich mal ein bisschen eingelesen.
Vereinfacht kann man sagen das die Zusammenfassung ergibt, das ein leicht abgewandeltes NACA 0018
also eine leicht Abwandlung des "Normalo" Darrieusprofil, bei ihrer Versuchsstellung die besten Ergebnisse
erzielen würde. Sie nennen die Bezeichnung : DU 06-W-200



Es wäre ja fast schon "schade" wenn so ein fast "stink normales" Profil so gute Ergebnisse erzielen könnte.

Wie immer bildet sich bei mir erst eine Meinung aus, wenn ich noch diverse andere Lektüre zum gleichen
Thema sichten konnte. Das wid sich noch ergeben.
Leichte Zweifel, ein reines Bauchgefühl, bleiben bei mir aber schonmal wenn ich sehe das in den Kurven
die Wirkungsgrade (mal wieder) bis über 50% gezeichnet wurden.



Grüsse

Bernd

[Bernd]

Interessant auch das die Jungs in ihren Experimenten und Simulationen (wohl mehr letzteres) für
sich heraus gefunden haben das ein Camber ( Biegung im Kreisradius ) von lediglich 0,8% ideale
Ergebnisse produzierten.

Grüsse

Bernd

[seb]

Ja, wirklich ein schöner Link.
Die dargestellten Wirkungsgrade reduzieren sich ja noch durch Einbußen
in der Mechanik und Einsatz eines Generators.
Die 0.8% Profilwölbung decken sich mit unserer Annahme, daß das Profil nicht
am Durchmesser gewölbt wird, sondern die Wölbung durch die TSR geschwächt wird.
Interessant wäre noch die Angabe der verwendeten Blattiefe bzw. Profillänge zum Durchmesser.

Daraus ergibt sich erst die Stärke der Wölbung:
- Durchmesser x und langes Profil ergibt eine starke Wölbung
- Durchmesser x und kurzes Profil ergibt eine schwache Wölbung

Hat jemand in dem Bericht etwas über die Blattiefe lesen können?
Habe jedenfalls nicht entdecken können.

Viele Grüße

Seb.

[Bernd]

Ja das stimmt natürlich, die über 50% sind rein auf den Rotor bezogen, bzw. genauer auf die
Flügelprofile, aber dennoch ist das ein Wert dem ich persönlich starke Skepsis entgegen bringe.

Mir stellt sich gerade die Frage welche Seite des oben abgebildeten asymetrischen Profils eigentlich
beim Rotor nach aussen und welche nach innen zeigen soll ?
Eine Schwachstelle des neuen Profils habe ich auch schon entdeckt. In seinem hinteren Bereich ist
es am Ende überaus dünn und noch deutlich dünner als das NACA 0018. Das könnte beim "Aussägen"
mit einem heissen Draht zu Problemen führen.

Was die Profiltiefe anbelangt so können wir uns diese glaube ich über die Angaben der Reynoldszahl
errechnen, ich muss mal die Formel rauskramen die ich da meine.

Grüsse

Bernd

[seb]

Nicht nachrechnen! Es sind 32cm Profiltiefe!

Bei einem Rotordurchmesser von 2m (ja, 1999mm!) und 32cm Profiltiefe ergibt sich
für den daraus resultierenden Kreisbogen eine Wölbung von 4%.
Der Umfang beträgt rund 6283mm.
Multipliziert man den Umfang mit der angenommenen TSR von 4 ergibt sich eine Wölbung
von 0,5%; bei einer TSR von 3 eine Wölbung von 0,66%.

Auf Seite 3 der Untersuchung der TU Delft sind die Daten des Rotors zu finden:
"Rated WInd Speed: 14m/s"
und
"Rated Blade Speed: 42m/s

Daraus ergibt sich eine TSR von 3!

Hmmm!
Ich kann mir also nur vorstellen, daß das eigentliche Profil DU 06-W-200 in seiner eigentlichen
Form nicht perfekt ist, sondern durch eine stärkere Wölbung erst besser für einen Darrieus geeignet ist.

Aber an diesem Beispiel kann man den von uns vermuteten Zusammenhang zwischen Profilwölbung und
Schnelllaufzahl gut erkennen. Ich denke, wir sind auf dem richtigen Weg.
Jetzt sind die Unterschiede der Profile zu analysieren, Dickenrücklage, Dicke etc. und aus Profildatenbänken das
optimale herausgesucht werden.

Viele Grüße

Seb.

[Bernd]

Hast du die 32cm errechnet ? Ich finde keine solche Angabe im Dokument.

Da haben die also mit einem 2m Rotor gearbeitet, das ist ja schonmal ganz ordentlich.
Wenn ich die Proportionen meines Testdarrieus hochrechne, dann hätte dieser bei 2m
Durchmesser 40cm tiefe Flügel. Mit anderen Worten ich habe jetzt ne Vorstellung wie das
Ding mit 2m Durchmesser und 32cm tiefen Flügeln real wirken würde.

Ganz gut finde ich die Angabe der Überlebenswindgeschwindigkeit von 55m/s, das ist ja n Menge.
Sicher ist das aber ein eher theoretischer Wert, ich glaube nicht das sie es getestet haben.

Die Nominaldrehzahl geben sie mit bis zu 400 U/min an. Da bekommt man Respekt wenn sich
ein Flügel in der Grösse eine Gerüstbohle mit fast 150 km/h durch die Luft bewegt und das ist ja
sogar erst die "Normaldrehzahl".

Hmmm!
Ich kann mir also nur vorstellen, daß das eigentliche Profil DU 06-W-200 in seiner eigentlichen
Form nicht perfekt ist, sondern durch eine stärkere Wölbung erst besser für einen Darrieus geeignet i

Wie meinst du das ? Weil das TSR relativ niedrig liegt ? Ich persönlich finde das nicht so schlecht
denn ein geringes TSR hat ja auch Vorteile.

Ist eigentlich schon klar welche der Seiten nun Aussen und welche Innen zu sitzen hat von dem DU 06-w-200 ?

Grüsse

Bernd

[seb]

Hallo Bernd,

eine Angabe fand ich auf Seite 56 die sich mit der Auslegung perfekt deckt (in der Berechnung der Wölbung
bei stillstehendem Rotor).

Eine niedrige TSR ist ja gut, hat mich allerdings verwundert, zumal in den Diagrammen die beste TSR
bei 3 einstellt.

Ich denke, die Profilanordnung ist: Außenseite=Oberseite und Innenseite=Unterseite.
Denn: Eine Geschwindigkeitszunahme des Profils ggü. dem Wind erfolgt wenn der Flügel
aus der hinteren Position sich nach vorn bewegt. Dabei erzeugt die Profiloberseite den Auftrieb.
Dreht der Flügel aus der vorderen Position nach hinten, so erzeugt die Innenseite (Unterseite) den Auftrieb.
Dieser ist aber geringer, da der Flügel ggü. dem Wind langsamer umströmt wird.
Somit wird die HAUPTTRIEBSKRAFT beim Darrieus erzeugt, wenn der Flügel in den Wind dreht.
Diese wird dann durch die auftriebsstärkere Oberseite erzeugt.
Je niedriger die TSR, desto größer wird der Unterschied.

Soweit jedenfalls meine Theorie...

Viele Grüße

Seb.

[Bernd]

Ja ich bin auch der Meinung das der Darrieus seine Hauptleistung dann erzeugt wenn der Flügel gegen
den Wind läuft. Dort ist dann der scheinbare Wind am schnellsten und sollte in Folge dessen auch den grössten
Auftrieb erzeugen.
Nebenbei bemerkt ist daher der Mythos Schwachsinn das ein Vertikalläufer physikalisch bedingt nur max.
50% der Leistung eines Horizontalläufers erzeugen kann, weil eine Seite des Rotors eines Vertikalläufers
ja immer gegen den Wind anlaufen muss.
(Diese These wird in anderen Windforen sogar bis heute von Moderatoren vertreten)

Wenn der Flügel dann mit dem Wind läuft, denke ich aber das der Auftrieb auch dort in der gleichen
Weise, wenn auch schächer, erzeugt wird, da das Profil ja das gleiche bleibt und der Wind auch dort
durch das TSR von vorn zu kommen scheint. Also auch auf der "Oberseite" des Profils.

Grüsse

Bernd

[seb]

Habe ich gerade gefunden:

http://cyclocopter.snu.ac.kr/paper/SPIE2006.pdf

Geht genau in die von uns verfolgte Richtung, allerdings mit aktiver, elektronischer
Blattverstellung.....krass

Seb.

[Bernd]

seehr interessanter Artikel.
Sie erreichen mit ihrer Verstellung ca. 30% Leistungszuwachs gegenüber einem fest montierten Profil.

Jeden Flügel einzeln zu verstellen ist natürlich der Hammer und sicher alles andere als einer langen
Lebensdauer förderlich, zumindest in dieser Erprobungsbauart mit Servomotoren aus dem Modellbau.
Hier noch ein Bild bei dem sie den Servo direkt über den Flügel montierten.



Aber vielleicht kann man dennoch davon wieder etwas lernen z.B. das eine solche "Einzelblattverstellung" auch
zur Leistungs- und Drehzahlregulierung bei Sturm heran gezogen werden könnte. Gerade letzteres fände
ich prima. Was mir auch noch gefällt ist das enorm niedrige TSR das dort Verwendung findet. Auch das
kommt einer guten Sturmfestigkeit entgegen.

Grüsse

Bernd