Windrad-Versuch-Frage

Hi!

Bin gerade dabei, eine Facharbeit über Windräder in der 12.Klasse zu schreiben. Dazu gehört natürlich auch ein Versuch. Leider komme ich bei dessen Auswertung nicht weiter.
Ich habe ein Windrad (60cm Durchmesser) nachgebaut, Flügel ohne Profil, aber in der Längsachse drehbar. Davor ein Ventilator.
Außerdem ist die Belastung (Bremsen) variabel.
Bei einem Längsachsen-Winkel von 30° ist die Drehzahl ohne Bremsen sehr hoch, fällt aber schon bei geringer Belastung schnell ab. Bei 60° habe ich einige geringe Anfangsdrehzahl ohne Belastung, dafür hält sie insgesamt mehr Belastung aus.

Kennt jemand die genaue Begründung?

Vielen, vielen Dank im voraus
Daniel
Team: Nachname entfernt

Eine genaue Begründung habe ich nicht. Aber es hängt mit Sicherheit mit dem Blattprofiel (ebene Platte), der Strömungsgeschwindigkeit und der Drehzahl zusammen. Bei sinkender Drehzahl und gleicher Strömungsgeschwindigkeit der Luft, ändert sich natürlich auch der effektive Anströhmwinkel am Blatt selbst. Da eine „ebene Platte“ ein schlechte Profil ist, reist die Strömung schnell mal ab und die „Leistung geht in den Keller“.
Ich denke mir das bei den „Steil“ gestellten Blättern der Punkt mit dem Abreissen der Strömung einfach etwas später kommt, deshalb kann mehr Leistung bei sinkender Drehzahl „entnommen werden“.

Gruss
Christian

Hi!

würde dir gerne eine email schicken, aber deine adresse ist falsch!!

grüße

volker

Hi!

…Bei
sinkender Drehzahl und gleicher Strömungsgeschwindigkeit der
Luft, ändert sich natürlich auch der effektive Anströmwinkel
am Blatt selbst. Da eine „ebene Platte“ ein schlechtes Profil
ist, reist die Strömung schnell mal ab und die „Leistung geht
in den Keller“.

das ist zwar richtig, in diesem Fall aber wohl nicht weiter interessant, da keine freie Strömung vorliegt, da jedes Blatt im Turbulenzstrom des vorhergehenden liegt. Somit kann also von einer sauberen Anströmung in Profilrichtung gar keine Rede mehr sein. Bei einem Windrad wird hauptsächlich quer zum Profil angeströmt.

Ich denke mir das bei den „Steil“ gestellten Blättern der
Punkt mit dem Abreissen der Strömung einfach etwas später
kommt, …

Das ist dann falsch! Wird eine Ebene Platte in Plattenlängsrichtung angeströmt (gehen wir von laminarer Anströmung aus, also sehr kleine Strömungsgeschwindigkeiten), dann verläuft auch auf der Platte die Strömung laminar weiter. Erhöht man die Anströmgeschwindigkeit, so reißt die laminare Strömung ab einem kritischen Punkt ab und wird turbulent. Dieser Vorgang ist alleine von der Anströmgeschwindigkeit, dem Medium und der Rauhigkeit der Platte abhängig!
Wird nun die Platte angestellt, so erfolgt das Abreißen der Strömung noch früher, da die Luft auf Grund ihrer Trägheit die Richtungsänderung um die Vorderkante der Platte herum nicht mehr so gut mitmachen kann.

Gruß

Volker