Flügeltiefe H-Rotor - ich denke wir bauen zu schmal

[herbk]

dieses mal läuft er mit der geraden Seite ußen

Leerlauf.jpg (107.39 KiB) 6863-mal betrachtet

Das Anlaufverhalten

diagramm_A.jpg (43.42 KiB) 6863-mal betrachtet

Die Leistung

diagramm_rpm.jpg (40.33 KiB) 6863-mal betrachtet

und die Drehzahl dazu.


Die Leerlaufdrehzahl ist jeweils HZ x 5

[herbk]

hier zum Vergleich noch der C5 Rotor in der gleichen Prüfumgebung.

diagramm_W.jpg (40.78 KiB) 6856-mal betrachtet

Die Leistung

diagramm_rpm.jpg (34.67 KiB) 6856-mal betrachtet

und die Drehzahl dazu

Der Vorteil des C5 ist eindeutig dass er selbstständig anläuft und sich nicht bis zum Stillstand abbremsen lässt.

[OPTI-Maler]

Hi Herbert

Ich habe nicht grade so viel Plan von Elektronik, hoffe aber das ich es richtig verstanden habe..
um so tiefer die Ohm Zahl desto mehr Leistung verlangst Du vom Rotor ab, bis er dann stehen bleibt. Und der C5 bleibt nicht stehen bei der Windgeschwindigkeit die Du mit Deinem Ventilator erzeugst.
Was ist der C5 ist das Dein Profil?

Lg Udo

[herbk]

Guten Morgen Udo,

um so tiefer die Ohm Zahl desto mehr Leistung verlangst Du vom Rotor ab

nein, je niedriger ich den Wiederstand einstelle, je mehr des erzeugten STROMs kann abfließen. Aber Strom ist nicht gleich Leistung, elektrische Leistung - also Watt - ist ein Produkt aus Spannung UND Strom. Die Spannung wird in der Spule aber durch die Geschwindigkeit erzeugt, mit der sich das Magnetfeld durch die Spule bewegt.

Wenn ich den Widerstand runterregle kann mehr Strom abfließen. was dem Rotor mehr Drehmoment abverlangt, denn die Spulen erzeugen ein Gegendrehmoment (bremsen). Wird das Gegendrehmoment größer als das Drehmoment das der Rotor liefern kann, sinkt logischerweise die Drehzahl und die Spannung wird entsprechend kleiner.
Grob vereinfacht kann man auch sagen: Drehzahl erzeugt Spannung, Drehmoment erzeugt Strom.

Wenn ich die Leistung - also Watt - beurteilen will die ein Rotor bringt, darf ich niemals nur die Spannung oder nur den Strom betrachten, erst beides miteinander multipliziert ergibt die Leistung.

Deshalb bringt das Delfter Profil viel Leistung, obwohl ich ihm relativ wenig Strom entnehmen kann: es liefert durch die hohe Drehzahl viel Spannung. Und weil ich mit einer hochohmigen Last nur wenig Strom abfließen lasse, erzeuge ich wenig Gegendrehmoment das den Rotor bremst. Mann muss also immer erst rechnen wenn man die Leistung wissen will...

Der C5 ist ein C-Rotor, also ein echter Widerstandsläufer, "mein" H-Rotor Flügel heißt 9c (der war aber noch nicht dran...).

Vieleicht noch etwas zu den Werten aus denen die Diagramme entsehen:
Jeder Wert in den Diagrammen ist der Durchschnitt aus 900 aufgezeichneten Einzelwerten (15 Minuten lang jede Sekunde 1Wert aufgezeichnet).
Die 15 Minuten Aufzeichnung sind nötig um mit den doch recht einfachen Testmethoden einen einigermassen zuverlässigen Mittelwert zu erhalten. Längere Aufzeichnung würde den Mittelwert aber nor noch marginal verändern, das hatte ich im Vorfeld an den Messungen an den C-Rotoren schon herausgefunden.

[Bernd]

Sehr schöne Arbeit Herbert, danke für deine Mühen.
Erstaunlich finde ich das die breiteren Flügel besser abschneiden obwohl sie ja doch recht langsam drehen und nicht mal
ein TSR von 2 erreichen wenn ich richtig gerechnet habe. Das hätte ich so nicht erwartet.
Es scheint zu zeigen das Darrieusflügel nicht zu klein werden dürfen um gut zu ernten.
Ein bisschen hat es was von einem Test der nicht zeigt welches das beste Profil ist, sondern zeigt welche Flügelbreite an sich bei so einer Rotorgröße mehr erbringt.

Ebenso hätte ich nicht erwartet das der C-Rotor vergleichsweise eine so hohe Leistung erzeugt bei einem wesentlich problemloseren Gesamtverhalten wie
Anlauf, Überbremsverhalten etc. abgesehen von den Problem das man für einen Generator die Drehzahl praktisch immer hochsetzen müsste.
Allerdings muss man fairer weise sagen das ein C-Rotor größeren Durchmessers auch schnell zimmertürgroße Flügelfächen benötigt
während ein Darrieus der gleichen Größe mit viel eleganter wirkenden weit kleineren Flügeln auskommt.

Was die Gegenüberstellung von Drehzahl und Ohmwerten für Erkenntnisse bringen soll habe ich nicht verstanden.
Da ergibt sich doch immer eine mehr oder minder aussageschwache, nach rechts hin abfallende Kurve.
Ich hätte eher eine Leistungskurve mit der Drehzahl in der waagerechten und der Leistung in der senkrechten erwartet.
Das kennt jeder, das kann man weit besser vergleichen und beurteilen.

Überhaupt finde ich die Angabe der Ohmwerte doch eher verwirrend denn der Betrachter erwartet eher allgemein übliche Werte
in den Grafiken wie Leistung, Drehzahl, Drehmoment etc.

Ich bin sehr gespannt auf deine Eigenkonstruktion die noch folgend wird.
Ist die auch 10cm oder 15cm breit?

P.S. In den letzten beiden Grafiken zum C5 Rotor steht im Diagramm noch "Udo's 15cm" das ist sicher nur von der letzten Grafik übrig geblieben?


Grüße

Bernd

[herbk]

Guten Morgen Bernd,

In den letzten beiden Grafiken zum C5 Rotor steht im Diagramm noch "Udo's 15cm" das ist sicher nur von der letzten Grafik übrig geblieben?

ja, das habe ich vergessen zu ändern, mach ich Heute Abend.

Was die Gegenüberstellung von Drehzahl und Ohmwerten für Erkenntnisse bringen soll habe ich nicht verstanden.

So lange ich das Drehmoment noch nicht messen (Aufzeichnen) kann, sehe ich den Widerstandswert als "Krücke" zur Beurteilung des gelieferten Drehmoments.

Aber hat recht, ein Drehzahl/Leistungs Diagramm währe auch nicht schlecht - das krieg ich sicher auch hin.

auch schnell zimmertürgroße Flügelfächen benötigt

na ja, rechne mal hoch wie groß die Flügel (auch H) eigentlich bei Udo's Rotor sein müssten um den gleichen Teil des Umfangs abzudecken wie bei dem Testrotor mit nur 50cm Durchmesser. Drei 10cm Flügel sind da schon 20% des Umfangs - bei 4m Durchmesser währe eine Zimmertür immer noch was schlankes.

[Bernd]

Ich glaube nicht das es richtig wäre die am kleinen H-Rotor getesteten Profile bzw. deren Dimensionen einfach 1 : 1 für ein reales Großmodell zu vergrössern.
Insofern werden es dann auch keine Zimmertür breiten oder gar noch größeren Profile werden.
Ich denke eher das sich je nach Profil und Auslegungswindstärke eine ideale Flügeltiefe ergibt die sich nicht wirklich am verkleinerten Modell ermitteln lässt.

Dieser Trugschluss war vielleicht auch der Grund warum mir der Windfried vor langen zu Schulineal dünnen und klitzekleinen Profilen am Testrotor riet was natürlich,
wie so oft bei ihm, "schön wissenschaftlich klingender Quatsch" war.
Jetzt sehen wir sehr schön das man die Flügel nicht unbegrenzt verkleinern darf beim Modell eines Auftriebsläufers.

Ich glaube daher das es aussagekräftiger ist gleichgroße Profile direkt miteinander zu vergleichen um wenigstens die Profilform als solche auf ihre Eignung hin vergleichen zu können.

Grüße

Bernd

[OPTI-Maler]

Hallo Bernd, hallo Herbert

Das glaube ich auch nicht das es nötig ist das 1:1 zu übersetzten:-)

Erst mal danke Herbert für Deine Mühe, es sind natürlich wieder einige erkenntnisse dabei raus gekommen:-)
war auch schon in der Werkstatt heute und habe eine Schablone von dem Profil DU06W200.gemacht 600mm in der breite und 130mm tief, wenn der kleine im Test bei Herbert von 100mm schon 30% besser war als meiner in 150mm dann denke ich bin ich mit 200mm breiter als die jetztigen auf der sicheren Seite.
Muss mir noch Gedanken um die Halterung und Befestigungspunkte machen weil ich die Wölbung ja auch nach innen machen möchte.

Nur das schlechte Anlaufverhalten was Herbert beschrieben hat, macht mir etwas sorgen:-(

Lg Udo

[herbk]

Bernd,

Ich denke eher das sich je nach Profil und Auslegungswindstärke eine ideale Flügeltiefe ergibt die sich nicht wirklich am verkleinerten Modell ermitteln lässt.

Da sind wir einer Meinung, ich denke sogar dass auch das Profil nicht für jede Windstärke gleich geeignet ist.
Wenn man im Modellversuch wirklich realistische Werte errmitteln möchte, so müsste man ALLE Komponenten im gleichen Maßstab verkleinern - nur bei der Luft gelingt mir dass leider noch nicht....

Ich glaube daher das es aussagekräftiger ist gleichgroße Profile direkt miteinander zu vergleichen um wenigstens die Profilform als solche auf ihre Eignung hin vergleichen zu können.

Mache ich im Prinzip ja auch - alle meine Flügel (und auch Udos kleinster) sind deshalb ja auch nur 10cm breit.
Allerdings hat der Vergleich mit von Udo's Flügeln mit unterschiedlicher Tiefe schon gezeigt (ich seh's zumindest so) schon auch was bringen kann.
Das muss man mit einem guten Profil natürlich auch noch versuchen, mit Ziel bei gleichbleibender "Leistungsdrehzahl" das Drehmoment etwas zu erhöhen.

[herbk]

Hi Udo,

Nur das schlechte Anlaufverhalten was Herbert beschrieben hat, macht mir etwas sorgen:-(

Das solltest Du erst mal nicht überbewerten. Mittels eines Ventilators angeblasen ist der Luftstrom doch sehr gerichtet und der Ventilator ist trotz 45cm Durchmesser halt auch immer noch deutlich kleiner als der Rotor.
Du musst auch sehen, dass Deine Flügel ja auch nicht selbstständig angelaufen sind - weder die 10, noch die 15cm (die 20cm nur, wenn sie ganz optimal standen). In "freier Wildbahn" läuft Dein Rotor ja aber auch von selbst an....

und habe eine Schablone von dem Profil DU06W200.gemacht 600mm in der breite und 130mm tief

ich denke Du meinst mit 130mm die Dicke... und dann ist das kein DU06W200 was Du da gemacht hast. Das DU06W200 hat eine Dicke von rund 20%, dann darf der Flügel bei 600mm breite nur 120mm dick sein. Solche Kleinigkeiten sind bei Profilen wichtig.