Ein Mast muss her

[Carl von Canstein]

Da gibt es einen Faktor, den bisher noch niemand aufgegriffen hat: Im anderen Forum hatte ich einmal davon gesprochen, dass bei einem Rotor mit diesen durchstroemten Fluegeln, die ihrem maximalen Auf und Vortrieb bei senkrechter Anstellung zum Wind haben, keine Drehzahlbegrenzung durch Abriss der Stroemung auftritt. Das duerfte logisch sein, weil die Stroemung zwangsweise im Vorfluegel umgelenkt wird. Da gibt es den maximalen Put nach vorne wohl in der Vorfluegelwanne zu verzeichnen und ein Abreissen der Stroemung wird durch gleichbleibende Beschleunigung mit zunehmender Stroemungsgeschwindigkeit verhindert. Bernd´s Messungen gleichbleibender Schnelllaeufigkeit bei unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten sprechen bisher auch dafuer!

Vielleicht wuerde ja eine Fahrt mit 130 Sachen und einem sehr kleinen Versuchsrotor auf dem Dach eines Autos auf wenig befahrener Strecke etwas mehr Aufschluss bringen. Vielleicht auf dem Rollfeld eines Kleinflugplatzes? Ein winziger Rotor kann mehr vertragen als unsere grossen Labor-Rotoren zu 50cm x 50cm!

Ich vermute, dass unser durchstroemter Fluegel anders als andere Modelle unbegrenzt beschleunigt! Gruss, Carl

[Bernd]

Davon gehe ich auch aus, ich glaube das unser Rotor immer etwa 0,82 der Windgeschwindigkeit
unbelastet rotieren wird. Allerdings ist er damit immer noch um ca. Faktor 5 langsamer als ein typischer
Darrieusrotor. Das bei diesem eine Strömung abreissen soll wenn der Wind schneller daher kommt
möchte ich zumindest bezweifeln, sehr logisch klingt es für mich nicht. Immerhin steigt die Reynoldszahl
mit der Windgeschwindigkeit sogar noch weiter an. Vielleicht ist es auch nur eine immer wieder gern
genannte Schutzbehauptung der Hersteller um den Käufer in Bezug auf die Sturmfestigkeit zu beruhigen.
Ich bezweifle das ein bremsender Effekt überhaupt und falls doch in signifikanter Höhe auftritt.

Mit ca. 250U/min bei 2m Rotordurchmesser und Orkan muss man vermutlich beim durchströmten
klar kommen, wenn man ihn nicht stillsetzen will, kann oder es vor dem Sturm vergessen hat oder schlicht
vor dem Sturm nicht rechtzeitig zuhause war Aber immer noch besser als die ca. 1250 U/min beim
Darrieus; da würde ich dann wirklich heftige Probleme mit der Fliehkraft sehen.

Für meinen alten Wagen hatte ich noch Dachgepäckträger, für den neuen Renner leider nicht. Sonst hätte
ich das Ding schon längst mal mit Sturm konfrontiert.

Grüsse

Bernd

[Carl von Canstein]

Ja doch, die Drehzahlbegrenzung durch Stroemungsabriss kann je nach Profil ausgelegt werden, ein dickeres Profil hat einen schlechteren cw Wert, dementsprechend bremst es bei zunehmender Stroemung proportional staerker ab. Da wird irgendwann der Punkt erreicht, wo der Widerstand den Fluegel so stark abbremst, dass die Stroemung abreisst. Der Auftrieb reicht dann zu noch schnellerer Fahrt nicht mehr.
Das ist beim Darrieus mit sehr schmalen Fluegeln wohl nicht so der Fall, irgendwann ist aber auch dort der Punkt erreicht, nehme ich mal an.
Beim Savonius stagniert - soviel ich weiss - auch irgendwo die Leistung durch Stroemungsabriss.
Bei unserem Durchstroemten vermute ich nur, dass es so nicht der Fall ist, zumindest nicht bei der monogonalen Variante des Fluegels als Horizontallaeufer, vielleicht aber auch an unserem Modell. Ob es wirklich so ist, kann nur eine Messung ergeben. Man hat ja wirklich den Eindruck, das Ding brettert unendlich schnell. Natuerlich kann das taeuschen, vielleicht kommt der Abriss nur spaeter.
Du siehst wie schlecht ein schmaler Darrieusfluegel anlaeuft, dass hat wohl auch etwas mit Stroemungsabriss bei zu geringer Geschwindigkeit des Fluegels zu tun. Gruss, Carl

[Bernd]

Ich habe da nach wie vor meine Bedenken das es bei hohen Geschwindigkeiten zu einer
nennenswerten Abbremsung kommen wird. Schau mal die Horizontalläufer mit ihren riesen
Flügeln mit recht hoher Absolutdicke. Auch die laufen sich ungebremst/ungeregelt tot ohne das sie ein
Strömungsabriss retten würde. Ungebremst erreichen ihre Spitzen fast Schallgeschwindigkeit.

Beim Savonius stagniert - soviel ich weiss - auch irgendwo die Leistung durch Stroemungsabriss.

Was mich auch daran zweifeln lässt ist die Tatsache das Strömungsabrisse, also Verwirbelungen,
die in der lage wären unter deratigen Windbedingungen eine kräftige Bremsung zu erzeugen,
eine enorme Lautstärke zur Folge haben müssten. Bislang las ich noch nie in einem Darrieusbericht
das der Rotor bei Starkwind furchtbare Geräusche erzeugte.

Sollte es dennoch der Fall sein, so ist der Darrieus dann schon viel viel schneller als unser
durchströmter es im Orkan überhaupt werden kann. Über 300 U/min erreichte ich beim Darieusmodell
ja schon bei Zimmerwind, obwohl sein TSR dabei noch viel zu niedrig war. Beim durchströmten brauchte ich
für die gleiche Drehzahl ca. die ca. 2,5fach höhere Windgeschwindigkeit im Gartenwind.
Ich traue mich nicht das Darrieusmodell in solchen Wind in den Garten zu stellen. Der
Darrieusflügel läuft so schlecht an weil sich beim Stillstand kaum eine laminare Strömung an
seinen Blättern ausbilden kann. Dadurch hat er prinzipbedingt sein geringstes Drehmoment im Stillstand.
Auftrieb und damit Leistung ernten geht da nur über die Drehzahl die den Blättern quasi eine höhere
virtuelle Windgeschwindigkeit beschert. So weit mir bekannt, haben Helikopterblätter (die grossen )
auch erst ab Schallgeschwindigkeit der Spitzen einen Leistungseinbruch. Nicht auszudenken wenn ein
Gartenrotor auf solche Drehzahlen käme

Eins kann man aber festhalten, ich kenne keine andere Windradkonstruktion die ein derart geringes
TSR besitzt wie der durchströmte Rotor. Was bei der Generatorauslegung noch sehr hinderlich ist, beschert
uns zumindest was die reine Fliehkraft anbelangt die best mögliche Position unter allen Konstruktionen.

Grüsse

Bernd

[Carl von Canstein]

@Bernd!
Da gebe ich Dir voll recht. Wir muessen praktisch nur zwei Dinge noch in den Griff bekommen: Generatoranpassung und Statik. Bei beiden habe ich keinerlei Bedenken, dass eine Loesung gefunden werden kann.
Da ich etwas mehr Ahnung von Baufestigkeit habe als von der Elektrik war das dann das Thema, wo ich vor allzu schwachen Konstruktionen gewarnt habe.
Weil wir im Forum passende Faehigkeiten einzelner Teilnehmer fuer eine gemeinschaftliche Sache nutzen, mit Profit fuer jeden Einzelnen, wird dabei etwas sehr Gutes herauskommen.
Gruss, Carl

[Bernd]

Das hört sich gut an Carl. Ich bin schon sehr auf den ersten "Aussenbericht" gespannt,
der den durchströmten Rotor, vielleicht nach unseren bisherigen Erkenntnissen bemaßt,
im Freilandbetrieb zeigt. Vielleicht sollte ich mich wieder etwas der Generatorsache
widmen. Ich bin da ja immer noch der Verfechter der getriebelosen Lösung, aber es fehlt
mir immer noch das ein oder andere Wissen, aber das wird schon noch.

Grüsse

Bernd