Wasserrad mit wenig Wassermenge betreiben?

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Tach miteinander,

-Eine Frage an alle die in Pysik gut aufgepasst haben.-

Ich habe da eine fixe Idee, wie evtl. ein oberschlächtiges Wasserrad mit wenig Wasser effizienter laufen könnte.
Dazu sind aber noch ein paar Fragen offen, die ich im Internet nicht recherchieren konnte. Vielleicht kann mir jemand von euch weiterhelfen.

Wasserrad treibt Generator an. Maßgebend für die Energiegewinnung ist doch die Geschwindigkeit des Wasserrades (Umdrehung pro Minute) und das Drehmoment, das auf die Achse wirkt. Richtig ?!

Jetzt meine Frage.
Wenn ich die Geschwindigkeit des Wasserrads um 10 % senke, aber das Drehmoment um 10 Prozent steigere, habe ich dann die gleiche Energiegewinnung?

Danke für jede Antwort

Gruß

Eckhardt

#2

Hallo!

Wasserrad treibt Generator an. Maßgebend für die
Energiegewinnung ist doch die Geschwindigkeit des Wasserrades
(Umdrehung pro Minute) und das Drehmoment, das auf die Achse
wirkt. Richtig ?!

Ja, richtig.

Jetzt meine Frage.
Wenn ich die Geschwindigkeit des Wasserrads um 10 % senke,
aber das Drehmoment um 10 Prozent steigere, habe ich dann die
gleiche Energiegewinnung?

Ja. Und auch die gleiche Wassermenge. Das Rad läuft zwar langsamer, aber dafür sind die Wasserschaufeln mehr gefüllt.

Grüße

Andreas

#3

Hallo,

Wasserrad treibt Generator an. Maßgebend für die
Energiegewinnung ist doch die Geschwindigkeit des Wasserrades
(Umdrehung pro Minute) und das Drehmoment, das auf die Achse
wirkt. Richtig ?!

Ja, richtig.

Nicht ganz:

Drehmoment: (kpm) = Energie (kpm)
Leistung: (kpm/s)

Jetzt meine Frage.
Wenn ich die Geschwindigkeit des Wasserrads um 10 % senke,
aber das Drehmoment um 10 Prozent steigere, habe ich dann die
gleiche Energiegewinnung?

Nicht ganz:
Du fragst eigentlich nach der Leistung.

P = M*omega
M = Drehmoment (kpm)
omega = Winkelgeschwindigkeit (1/s)
P (kpm/s):102 kpm/(s*kW)= kW

M2 = M1*X
M2 = M1*1,1
omega 2 = omega1*0,9
X = 0,99
M2= 0.99*M1

Praktisch kein großer Unterschied, nur zur Klärung der Dimensionen.
Hoffe nicht, daß ich mich geirrt habe.
Gruß:
Manni

#4

Danke für die Antwoten, jetzt spinn ich mal weiter
Servus,

Also hab ich richtig vermutet, dass es nahezu proportional ist.
Danke.

Jetzt stellt sich mir die Frage, wie sich die Drehmomente im Wasserrad bilden.
Das Wasser schlägt in die Schaufel ein, hier entsteht von der Bewegungsenergie des Wassers Drehmoment auf die Achse.
Das Zweite ist dann dass Gewicht des Wassers in der Schaufel,
Drehmoment durch Hebelkraftenergie. Richtig?

Durch ein langsames einfließen des Wassers verliert man die Aufschlagskraft des Wassers, hat aber mehr Drehmoment durch die Hebelkraft des Wassers in den Schaufeln.

Frage:
Wieviel prozent macht das Aufschlagen des Wassers in die Schaufel aus, in Bezug auf die Hebelkraft des Wassers in der Schaufel?
(kommt natürlich auf die Fliessgeschwindigkeit drauf an, aber ein pi mal daumen Wert reicht mir schon)

Nehmen wir mal an, das Wasser kann die ganze Hälfte des Rades in der Schaufel gehalten werden und der Hebelkraftpunkt ist am äußersten Rande des Rades.
Gibt es solch ein Wasserrad bereits?

Gruß

Eckhardt

#5

Hallo Eckhardt,

Das Wasser schlägt in die Schaufel ein, hier entsteht von der
Bewegungsenergie des Wassers Drehmoment auf die Achse.
Das Zweite ist dann dass Gewicht des Wassers in der Schaufel,
Drehmoment durch Hebelkraftenergie. Richtig?

Soweit, ja.

Wieviel prozent macht das Aufschlagen des Wassers in die
Schaufel aus, in Bezug auf die Hebelkraft des Wassers in der
Schaufel?

Bei entsprechender Konstruktion: 100%

Da hat sich ein Herr Pelton mal ein paar Gedanken dazu gemacht:
http://de.wikipedia.org/wiki/Peltonturbine

MfG Peter(TOO)

1 Like
#6

Servus Peter,

Wieviel prozent macht das Aufschlagen des Wassers in die
Schaufel aus, in Bezug auf die Hebelkraft des Wassers in der
Schaufel?

Bei entsprechender Konstruktion: 100%

Bei Pelton ist ein hoher Druck, grosse Wassermenge notwendig.

Ich rede von einem kleinen Wasserrad 1,5 m - 2 m Durchmesser,mit etwa 3-5 litern Wasser pro Sekunde.

Meine Hauptfrage ist eigentlich; Bis zu welchem Punkt bei der Abwärtsbewegung bleibt das Wasser in seiner Schaufel also wirkt kraft
auf die Achse.

Annahme:

Rad dreht sich im Uhrzeigersinn. Auf 0:30 Uhr Stellung läuft das Wasser in die Schaufel, bei 3 Uhr Stellung hat es seine stärkste Hebelkraft erreicht. Vermutlich ab 4 Uhr Stellung verliert die Schaufel wieder Wasser ?

Kann das echt schlecht beschreiben.
Falls ein Wasserbauingeneur mal lust hat doofe Fragen zu beantworten würde ich gern telefonisch kontakt aufnehmen:wink:

Gruß

Eckhardt

#7

Hallo Eckhardt,

Wieviel prozent macht das Aufschlagen des Wassers in die
Schaufel aus, in Bezug auf die Hebelkraft des Wassers in der
Schaufel?

Bei entsprechender Konstruktion: 100%

Bei Pelton ist ein hoher Druck, grosse Wassermenge notwendig.

Nunja, bei Pelton ist halt der Schacht etwas höher über dem Wasserrad, typischerweise ein paar 100m :wink:

Ich rede von einem kleinen Wasserrad 1,5 m - 2 m
Durchmesser,mit etwa 3-5 litern Wasser pro Sekunde.

Diese Katze lässt du erst jetzt aus dem Sack, vorher war die Frage nur theoretischer Natur und da passte halt Pelton.

Meine Hauptfrage ist eigentlich; Bis zu welchem Punkt bei der
Abwärtsbewegung bleibt das Wasser in seiner Schaufel also
wirkt kraft
auf die Achse.

Da gibt es jede Menge an Konstruktionen, das Ganze ist eine Frage der Geometrie und jede Menge Erfinder von Perpetuummobiles haben mit „Wasserädern“ gearbeitet.

Im Prinzip kann man auch Gondeln, wie beim Riesenrad, bauen. Bei 6 Uhr werden diese dann gekippt. Allerdings benötigt das Kippen dann wieder Energie.

Allerdings würde es mich erstaunen, wenn du jetzt eine komplett neue Idee hättest, welche das Wasserrad wesentlch optimieren könnte.
Unsere Altvorderen waren ja auch nicht doof !!!

MfG Peter(TOO)

#8

Hallo Peter

Meine Hauptfrage ist eigentlich; Bis zu welchem Punkt bei der
Abwärtsbewegung bleibt das Wasser in seiner Schaufel also
wirkt kraft
auf die Achse.

Im Prinzip kann man auch Gondeln, wie beim Riesenrad, bauen.
Bei 6 Uhr werden diese dann gekippt. Allerdings benötigt das
Kippen dann wieder Energie.

Du hast mein Prinzip richtig erraten. So ein Prinzip konnte ich aber nirgends finden, da vermutlich die Rückkippfunktion wieder Energie wegnimmt. Somit das nicht weiter verfolgt wurde.
Gibt es über sowas Baupläne, Fotos oder Original zum Anschauen?

Ich war trotzdem bissle stolz, mir das ausgedacht zu haben. :wink:

Ich hatte mir halt gedanken gemacht, wie mann die vielen kleinen Bäche die an vielen stellen auf kürzeste Distanz mehrere Meter höhe verlieren, nutzen könnte.

Allerdings würde es mich erstaunen, wenn du jetzt eine
komplett neue Idee hättest, welche das Wasserrad wesentlch
optimieren könnte.
Unsere Altvorderen waren ja auch nicht doof !!!

MfG Peter(TOO)

Das hätte mich auch gewundert:wink: Aber vielleicht ist die Technik nur „vergessen“ und muss nochmal mit den Technik Maßstäben von heute neu überdacht werden.

Dass diese Technik nicht im großen Maßstab eingesetzt werden kann, und unmengen an Energie liefert, ist mir klar, aber viele kleine Projekte sind wieder ein weiterer Mosaikstein im ökologischen Energiewirtschaften.

Danke für deine Antworten

Gruß

Eckhardt

#9

Du hast mein Prinzip richtig erraten. So ein Prinzip konnte
ich aber nirgends finden, da vermutlich die Rückkippfunktion
wieder Energie wegnimmt. Somit das nicht weiter verfolgt
wurde.
Gibt es über sowas Baupläne, Fotos oder Original zum
Anschauen?

Hallo Eckhardt,

Vielleicht hilft Dir die Schaufelradtechnik aus der Schifffahrt weiter.

Da wurde irgend wann mal eine Mechanik entwickelt, bei der sich die Schaufeln verstellten.

Gruß Bernd O.

#10

Hallo Eckardt,

Hier ein link dazu. Exzentergesteuertes Schaufelrad an der Roßlauer Schiffswerft- Foto

http://de.wikipedia.org/wiki/Raddampfer