KF-Profil (Kline-Fogleman)

[homatec]

Hallo Bernd,

schön dass Ihr sofort Versuche gemacht habt.
Der Knick soll sich nicht als Widerstandsläufer auswirken.

Kannst du mal folgende Angaben machen:

Profil Windgeschwindigkeit Drehzahl Durchmesser Profiltiefe Dicke Anstellwinkel RE-Zahl

KFm-4 X m/s X U/min 50 cm 7 cm 12 mm X° ?
KFm-4 X m/s 110 U/min 50 cm 13 cm 22 mm X° ?
KFm-1 X m/s U/min 50 cm cm mm X° ?
ASY X m/s U/min 50 cm cm mm X° ?
NACA0018 X m/s 300 U/min 50 cm cm mm X° ?
C-Profil X m/s 300 U/min 50 cm cm mm X° ?

Ih will nicht besserwisserisch sein jedoch produziert Ihr hier keine vergleichbaren Strömungsverhältnisse.
Also werden Äpfel mit Birnen verglichen und das ist Geschmackssache.
Die Reynoldszahl ist physikalisch das Verhältnis aus Trägheitskraft und viskoser Reibungskraft.
http://www.rc-network.de/magazin/artikel_05/art_05-056/art_056-01.html
http://wiki.rc-network.de/Re-Zahl

Näherung:
Re = v · t · 70
Mit v = Fluggeschwindigkeit in m/s, t = Profiltiefe im mm

Wenn Ihr für alle Versuche die gleiche Renoldszahl habt könnt Ihr die Leistungen vergleichen. Leider ändern sich diese dynamisch mit der Schelllaufzahl.

Grüße

Rainer

Ps gibt es ein Trick um im Forum Tabellen zu formatieren?

[Bernd]

Hallo Rainer, der Anstellwinkel war immer bei allen Tests 0 Grad.
Mittlerweile "hoffe" ich das hier vielleicht noch was zu holen ist, denn eine andere
Idee hätte ich derzeit nicht mehr.

Die Windgeschwindigkeit war natürlich ebenfalls immer gleich und kann aufgrund ihrer
ungleichmässigen Verteilung und des Abfalls nach hinten hin nur auf etwa 3,5 m/s
geschätzt werden. Im Kernbereich der Ventilatorströmung liegt sie teils höher.

Die Umdrehungen waren ja jeweils weit unterhalb TSR 1 , deswegen habe ich mir nur den
"Spitzenwert" von 110 Umdrehungen gemerkt, den du auch schon in deine Auflistung hinein
geschrieben hast. Zum Vergleich: der Widerstandsläufer C-Rotor, der zum Vergleich auch
auf den Teststand kam und dessen Leerlauf TSR wir ja kennen ( ca. 0,82) kam auf ca.
140 Umdrehungen. Alles darunter ist für einen Auftriebsläufer also Schrott und selbst die 300 U/min
des NACA Profils sind noch zu wenig.

Mit anderen Worten ein "Leistungsvergleich" war gar nicht möglich weil die getesteten Profile
bis auf das NACA nur als schlechter Widerstandsläufer liefen.

Wenn Ihr für alle Versuche die gleiche Renoldszahl habt könnt Ihr die Leistungen vergleichen.

Daran war bisher nicht zu denken. Leistungen können wir erst vergleichen wenn welche enstehen.

Da das im Grunde aber "nicht sein darf" hege ich noch die Hoffnung das es am fehlenden
Anstellwinkel liegen könnte.
Dennoch ist mir dann schleierhaft wieso es das NACA auch ohne Anstellwinkel kann.

Wir vergleichen sicher Äpfel mit Birnen, in der Hoffnung einen besseren Apfel oder Birne
zu finden, aber alle Vergleiche laufen immer unter denselben Rahmenbedinugen ab, ganz so
wie es diese Profilgrössen auch im Gartenwind machen müssten.
Da wir varierende Profile und Profiltiefen verwandten, die alle in der Gegend des funktionierenden,
bekannten 10cm tiefen NACA lagen, hätte ich schon erwartet das wenigstens ein Profil in etwa das
könnte was das NACA 0018 kann, denn selbst das finde ich noch sehr mässig auf dem Prüfstand,
der durch die einfache Ventilatoranströmung aber sicher auch alles andere als optimal für Auftriebsläufer ist.
Trotzdem, die Ergebnise der getesteten neuen Profile waren wirklich überaus schlecht und so als 50cm
Rotor völlig unbrauchbar.

Meine einzige Hoffnung liegt noch im Anstellwinkel oder schlimmstenfalls darin das 50cm Auftriebsläufer Rotoren
vielleicht einfach nicht realisierbar sind.

Grüsse

Bernd

[andreas]

Hallo Rainer,

ist das Tabelle genug:

Code: Alles auswählen

1Te Zeile         test1        Dritte Spalte        Vier
2te zeile         test2        DRITTE SPALTE        vier
3TE ZEILE         test3        dritte spalte        VIER


Wenn ja, nimm die Code-Einbindung, sie benutzt einen proportionalen Zeichensatz. Ob Tabs dort korrekt durchkommen, weiß ich nicht, probiere es aus oder laß die Tabs vorher in Spaces wandeln.

MfG. Andreas

[homatec]

Hallo Bernd,

hier noch ein wenig Theorie:
(So ganz klappt das noch nicht mit der Tabelle)

Code: Alles auswählen


         Wind   Drehzahl   Durchmesser   Tiefe      Dicke   Anstell winkel      Umfagsgesch.   Schnelaufzahl   RE
         m/s   U/min        m                     mm        mm   °                       m/s                  Vu/Vw
   
KFm-4   3,5   110   0,5   70   12   0      2,88   0,82   14112
KFm-4   3,5   110   0,5   130   22   0      2,88   0,82   26208
KFm-1   3,5   100   0,5   -   -   -      2,62   0,75   0
ASY          3,5   -   0,5   -   -   -      0   0   0
NACA0018   3,5   300   0,5   100   18   0      7,85   2,24   54950
C-Profil     3,5   140   0,5   200   -   0      3,67   1,05   51380


Hier mal meine Meinung dazu (ok Modelle habe ich seit Jahrzehnten keine mehr gebaut).
Bie den schnellaufzahlen liegen alle KF Profile deutlich unter eins. Viel zu gering für einen Auftriebsläufer.
Durch die Profilpolare die bis 40 ° Anstellwinkel Auftrieb erzeugt sollte allerdings schon unten Drehmoment erzeugt werden und der Rotor kann langsam drehen. Das größte Ca liegt bei ca. 35 ° Anstellwinkel. (Allerdings auch der größte Widerstand) Die KF Profile stark anstellen.
Das Naca Profil kommt gerade mal in den Schellaufbereich um seine "Tote Zone" zu überwinden. Hier fehlt Auftrieb. Den Anstellwinkel auf ca 6° stellen.
Bei C-Rotor komme ich auf eine TSR von 1,05 Bernd auf 0,82 wer hat hier den Fehler?

Bitte schaut mal das Dokument http://www.angeo-privat.gmxhome.de/Windkraft/Darrieus.pdf an.
Die Anstellwinkel und Schnellaufzahl ist dort gut beschrieben.

Jetzt kommt aber mein eigentliches Anliegen: die Profile arbeiten alle in einem RE-Zahlenbereich von 14.000 - 54.000 er Bereich.
Das sind wiklich kleine Zahlen und die Stömung ist sehr turbulent.
Sebs Profilpolaren sind größer 200.000 gerechnet für solch kleine RE hauen die nie hin.
Für deinen Testrotor kannst du die gleichen Strömumgsbedingungen nur mit dem Verhältnis von Geschwindigkeit und der Profiltiefe erreichen.
Aerodynamisch sind diese Rotoren nicht vergleichbar ob sie nun Leistung bringen oder nicht.


Grüße
Rainer

[Bernd]

Ich werde eine Tragarmkonstruktion bauen, mit der ich beliebige Anstellwinkel realisieren kann.
Was mir noch nicht klar ist, ist der extreme Unterschied zwischen dem 0815 Profil NACA 0018, dessen
Ergebnis ich als solches sowieso auch noch als dürftig empfinde, und den anderen getesteten Profilen.
Ob da der Anstellwinkel wirklich so viel rausreissen kann ? Ich hoffe es.

Bei C-Rotor komme ich auf eine TSR von 1,05 Bernd auf 0,82 wer hat hier den Fehler?

Der Ventilator. Du kannst keine Absolutwerte aus den Prüfstandmessungen herholen sondern immer nur
Verleichswerte. Für alles andere ist die Anströmung nicht gleichmässig genug. Das ist auch der Grund warum
ich nie Wirkungsgrade auf dem einfachen Prüfstand errechnen konnte und kann. Auch den Wert von 3,5ms
Windspeed nannte ich eine "Schätzung", genau kann man das nur in einem Winkanal sagen denn mit
Ventilaotoren hat man eine ungleichmässige Anströmung die auch mit der Entfernung zum Ventilator differiert.
Bitte immer beachten sonst kommt man zu falschen Schlussfolgerungen.
Das Leerlauf TSR habe ich daher im realen Wind im Garten ermittelt und immer wieder gemittelt.
Im Garten ist es allerdings sehr schwer "schnell" zu brauchbaren Ergebnissen zu kommen.

Das verlinkte Dokument kannte ich schon, wenngleich ich den Ausführungen des Autors, der ja mal im
Kleinwindforum tätig war, äusserste Skepsis entgegen bringe. Seine Schlussfolgerungen erwiesen sich
schon allzu oft als völlig falsch, obgleich er selber immer felsenfest davon überzeugt war und wohl immer
noch ist. Er war es auch der mir als einzig möglich funktionierendes Darrieus Profil für meinen 50cm Prüfstand
ein Schullineal kleines, 4cm tiefes und super dünnes Profil nannte.
Das das nicht funktionieren konnte, weil es super hohe Windgeschwindigkeiten erfordern würde, war klar aber
ich versuchte es "ihm zu liebe" trotzdem mal. Ich kaufte dafür extra Profile die seinen Vorschlägen sehr nahe kamen.
Die Ergebnisse sind hier im Forum nachzulesen. Zumindest war der Schlaue danach endlich mal ruhig.

Für deinen Testrotor kannst du die gleichen Strömumgsbedingungen nur mit dem Verhältnis von
Geschwindigkeit und der Profiltiefe erreichen.

Das ist ja das was ich meine. Man kann nicht einfach Profile herunter skalieren und hoffen das sie dann
noch laufen, siehe Schullineal. Allerdings muss man Profile/Profildimensionen finden die unter den realen
Bedinungen klar kommen, denn die Windgeschwindigkeit kann man draussen nicht vorgeben, da muss man
mit 3m/s schon irgendwas zu wege bringen können. Im Umkehrschluss müssen aber auch die Profildimensionen
noch praktikabel bleiben, denn 25cm tiefe Profile würden an einem 50cm Rotor etwas komisch wirken.

Die Suche wird nicht einfach...

Grüsse

Bernd

[homatec]

Hallo Bernd,

der gute Andreas Georgi wohnt zufällig nur 5 km von mir weg und wir sehen uns des öfteren.
Er hat einen Darrieus sehr profesionell gelant, leider will den noch keiner haben.
Hauptsächhlich ist der mit FEM für die Belastungen gerechnet. Aber auch die Konstruktion ist gut überlegt.
Das Dokument stimmt. Jedenfalls im großenen und ganzen. Denn es ist nur eine statische betrachtung die sämtliche Wirbel weglässt.
Da ich nebenher noch mit Firmen in ddiesem Bereichen zusammenarbeite habe ich viele Einblicke. Un über manncde darf ich noch nichts sagen.
Übrigens bein 4 cm Blatt war ich auch voll dabei. Wenn du die noch hast bau doch mal ein Savonius in die Mitte zum anlaufen. Bei Schnelllaufzahl 4 hat der einfach 1/4 Durchmesser. Das hat schon Dornier so gemacht und geht gut.
Auch hier ca. 6°Anstellwinkel für das NACA.
Vergiß aber nicht dass dieser Rotor auf 1500 Touren kommen muss. Anderfalls musst du mit einer anderen Viskosität als die von Luft arbeiten.
Enercon hat z.B. Gondeln im Schleppkanal ( Wasser) der UNi Kiel geprüft und das hat sehr gut geklappt. Die Verhältnisse sind entsprechend umzurechnen.



Wenn du dich mal in die verwinkelte Denke der Profile einlesen willst such einfach in den Modellbauforen nach der Auslegung von Flugzeugen.
Auch deren Flächen sind angestellt.

Grüße

Rainer

[Bernd]

Naja das ist das was eben nicht klappt. Klar mag es sein das irgendwelche theoretischen "Idealprofile" unter ihren
speziellen "Traumbedinungen" wie die von dir genannten 1500 Touren beim " Lineal" (bei welcher Windgeschwindigkeit
denn eigentlich ?) zumindest theoretisch laufen könnten. Das nutzt einem in der Praxis aber leider rein gar nichts denn
da braucht man wirklich praktikable Lösungen die nicht erst auf 1000 Touren gedreht werden müssen bevor
sie selber überhaupt mal weiter laufen, von Leistungerzeugung mal ganz zu schweigen.

Irgendwie bin ich doch ziemlich enttäuscht das du jetzt sagst " beim 4 cm Blatt war ich auch voll dabei ", da hätte
ich von dir mehr Praxisnähe und Gefühl für die Sache erwartet. Wenn du es schaffst solch einen Rotor mit 4cm tiefen
Profilen ohne Anstellwinkel als 50cm Rotor unter identischen Bedinungen bei Zimmerwind zum laufen zu bringen wie meine
10cm NACA Profile, dann nehme ich alles zurück, er muss nicht mal Leistung erzeugen, nur von selber im Auftriebslauf
mit deinen 1500 U/min drehen, meinetwegen auch weniger, aber nicht Widerstandslauf.
Ich weiss das du scheitern würdest, aber selbst wenn er gerade so drehen könnte, vielleicht mit Anstellwinkel,
was wäre damit gewonnen ?
Wieso kann man da " voll dabei sein " ? Wollen wir praxisgerechte Windräder bauen denen man auch Leistung entnehmen
kann oder mimosenhafte drehende Kunstwerke ? Also mal ehrlich !

Wenn du die noch hast bau doch mal ein Savonius in die Mitte zum anlaufen.

Auf ca. 400 U/min brachte ich, wenn ich mich recht entsinne, die Miniprofile schon mit der Bohrmaschine.
Selbst dann liefen sie nicht von alleine weiter. Außerdem, wie schnell sollten die dann erst bei starken Wind werden
wenn sie schon bei "Zimmerwind" so schnell drehen müssen um zu arbeiten, vielleicht 5000 oder gar 10.000 U/min ? naja.....
Wieso sollte man sowas weiterverfolgen wenn sie selbst vom simplen NACA 0018 unter identischen Bedinungen um
Längen geschlagen werden. Dieses läuft auf dem kleinen 50cm Prüfstand von selber an und erzeugt sogar,
bisher als einziges von mir unter diesen Bedinungen getestetes Auftriebsprofil Nutzleistung, nicht viel aber immerhin.

Vielleicht sollten wir die Diskussion wieder in eine Richtung lenken die sagen wir mal praxisgerechtere
und erfolgsversprechende Lösungen zu Tage fördern könnte, denn genau darauf sollte die Profilsuche ja abzielen.

der gute Andreas Georgi wohnt zufällig nur 5 km von mir weg und wir sehen uns des öfteren.

Wenn man jemanden persönlich kennt, dann erscheint er oft in einem anderen, besseren Licht.
Viele Streitigkeiten beruhen auf Missverständnisssen und Vorurteilen. Das ist auch der Grund warum ich nur
raten kann öfter mal ein Gespräch mit den Nachbarn zu suchen und freundlich miteinander umzugehen.
Man erhält fast automatisch ein besseres Verhältnis zueinander.
Der oben genannte Herr legte aber nicht nur mir gegenüber eine solch selbstverliebte Besserwisserei zu Tage die kaum
zu toppen war und völlig inakzeptabel ist. Auf die zweifelhaften "Erkenntnisse" und Umgangsformen so "schlauer" Leute
kann ich sehr gut verzichten, weswegen ich es auch nicht tolerieren würde wenn er hier im Forum "tätig" würde aber
das solls jetzt mal zu diesem Thema gewesen sein.
Zurück zu aussichtsreichen Profilen...

Grüsse

Bernd

[windsau]

Aus der Eppler-Profilserie HQ/ACRO-F/D lässt sich bestimmt ein hervorragendes Profil für eine Klein-VAWT finden.

[homatec]

Hallo Bernd,

nun ja Menschen nimmt man einfach so wie sie sind. Toleranz ist doch was schönes.

Jetzt aber noch mal zurück zur Profiltiefe.
Voll dabei weil einige Auslegungsparameter stimmen, das hatte ich damals alles erklärt und entsprechende Links angegeben.
Ehrlich in der Theorie sind die 4 cm Liniale genau das was dein 50 cm Rotor braucht.
Damals wusse ich aber noch nicht so viel uber das Dynamisch Verhalten eines Darrieus und hab in meinenm Kopf auch immer nur statisch gedacht. Derr Darrieus hat einen fast sprunghaften Drehmoment (Wirkungsgrad) wenn er es schafft auf Drehzahl zu kommen. Unter diesem TSR hat er so gut wie keine Leistung. Und die ist wiklich fast null. Deswegen bringt die Bohrmaschine auch nichts.
Einzige Möglichkeit wäre es die Profile spiralförmig zu bauen, dann ist die Drehmomentwelligkeit wenigstens kleiner.

So in der Praxis wird es noch viel schnlimmer derzeit programiert ein Freund von mir einen Lastregler der das TSR zur Windgeschwindikeit regelt. Wir bekommen aus einer 1 KW und 5 KW anlage zwar Leitung bei weitem aber nicht die die wir wollen.

Solltest du mal einer gut sortierten Bücherei vorbeikommen leih doch mal http://www.windenergie-technik-crome.de/Handbuch.htm aus. Ist wirklich ein gutes Praxisbuch mit vielen sinnvollen Vorschlägen.

So jetzt aber wieder zu den KF Flügelchen, darum sollte es doch eigentlich gehen. ich hab mal ein Modell gemacht und da den Auftrieb gemessen (mit einer Wippe) das sieht gar nicht schlecht aus. Allerdings fangen die erst ab ca. 15 ° bei deinen Angaben an gut zu wirken.

Grüße
Rainer