Rotorblatt, Profil bei Windrädern

*Christoph Müller* wrote on Thu, 06-06-22 08:28:

Für Meinungen ist .sci. verkehrt.

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Axel Berger
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*frank paulsen* wrote on Thu, 06-06-22 10:07:

Zwei Punkte dazu:

1) In den meisten Fällen ist nicht von Wasser sondern von Wasser plus Alkohol die Rede. Das erhöht zwar die Leistung aber nicht den Wirkungsgrad und senkt schon garnicht die Kraftstoffkosten.

2) Im PKW kommt etwas anderes dazu. Autos werden fast ausschließlich in der (unteren) Teillast bewegt. Teilweise wird deshalb auch da die Verdichtung so hoch gewählt, daß bei Vollast und in der unteren Hälfte des Drehzahlbereiches kein optimaler Betreib mehr möglich ist. Gerade Turbo-Benziner sind für maßloses Saufen bekannt, da kann sich ein solcher Kompromiß ziemlich auszahlen - in dem Bereich, wo die Einspritzung aktiv wird, wäre eine andere Motorauslegung besser, aber dieser Bereich spielt im Gesamtbetrieb eine untergeordnete Rolle.

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Axel Berger

Moin,

Axel Berger schrub:

Falsch, für Meinungen ist *.dogma.* verkehrt.

In der Wissenschaft darf glücklicherweise diskutiert werden.

CU Rollo

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Roland Damm

Wobei mir der Effekt der Wassereinspritzung in seinem Druck(Kurbelwinkel) Diagramm nicht ganz klar ist: Einerseits kommt die Zündung noch früher als beim Klopfen, dann wird aber der Verlauf der Verbrennung verzögert, so dass kein Klopfen eintritt. Und der Druck vor OT, also wenn er noch bremsend auf das Antriebsmoment wirkt ist der zweithöchste nach der klopfenden Verbrennung.

Zumindest das Diagramm scheint mir nur zu sagen: Wassereinspritzung ist ein Problemlöser bei klopfender Verbrennung.

Oder seht Ihr mehr?

Gruß, Ralf.

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Ralf Pfeifer

Moin,

Ralf Pfeifer schrub:

Zündung und Druckanstieg vorm OT ist ja erstmal gar nichts schlimmes. Zu viel Druck vor OT bremst zwar zunächst mal, aber die Energie, die dann der Kolben verrichtet, indem er das schon unter hohem Druck stehende Gas noch weiter verdichtet, bekommt die Kurbelwelle später bei der Expansion wieder zurückgezahlt.

Ich würde folgendes vermuten: Man kann mit Wassereinspritzung die Verbrennung schon früher starten ohne katastrophale Druckerhöhung beim Totpunkt zu haben. Aber schon kurz nach dem Totpunkt ist die Verbrennung fertig. Die dann folgende Expansion verschlechtert nicht mehr die Verbrennung weil die ist erledigt (denn sie hat ja früher begonnen).

Nur so als Vermutung.

CU Rollo

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Roland Damm

Bei Durchflug eines Regengebietes wird die Zündung wieder eingeschaltet, damit ein erlöschen des Strahltriebwerkes verhindert wird. die Zündung zündet dann in einem niedrigeren Intervall bzw. niedriger Frequenz, als beim Anlassen des Triebwerkes.

Gruß,

Ralf

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Ralf Ballis

Das Verfahren der Wassereinspritzung bei Strahltriebwerken beruht darauf, dem Luftstrom bei der Verdampfung des Zugeführten Wassers wärme zu entziehen. Entsprechend dem Abfall der Temperatur steigt die Dichte der Luft und damit der Durchsatz. Dadurch sind während der kritischen Phase des Starts beträchtliche Leistungssteigerungen möglich. Die Maximale Einspritzdauer ist von den Triebwerksherstellern per Vorschrift begrenzt.

Gruß,

Ralf

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Ralf Ballis
*Ralf Pfeifer* wrote on Mon, 06-06-26 23:39:

Mir scheint die Fläche zwischen den nichtklopfenden Kurven vor OT deutlich kleiner als die danach, also ein Nettogewinn in Mitteldruck und Leistung. Aber:

Eine echte Aussage steckt nur in den Flächen mit dem Kolbenweg als Abszisse, der Zusammenhang zum Kurbelwinkel ist nichtlinear und nicht offensichtlich. Hier wurde kein reines Wasser sondern auch Methanol eingespritzt, also ist außerdem zu fragen, ob der Leistungsgewinn größer ist als der Kraftstoffmehreinsatz. Zugegeben, meine Literaturquellen verglichen Versuche mit unterschiedlichen Verdichtungsverhältnissen, keine Aufladung, aber dennoch bleibe ich bei meiner Beurteilung.

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Axel Berger

Ich schrieb:

Falls sich jemand interessiert, einen Nachtrag.

Ralf sagte, die Spitze des Fl=FCgels bewegt sich schneller als der Wind und das sollte eine Erkl=E4rung sein, oder so habe ich verstanden. Das ist aber vielleicht nicht die Antwort, denn ein Windrad kann sich noch so schnell bewegen, da kommt der Wind niemals von hinten. Auch wenn ein Selgelboot schneller als der Wind f=E4hrt, zeigt trotzdem die konkave Segelseite zum Wind.

Entsprechend wurden auch Windr=E4der so gebaut wie ich es meine, zB

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gut, Folklore.

So habe ich einen Experten f=FCr Turbinen gefragt, und der meinte auch, bei Windr=E4der sollte die konkave Seite zum Wind zeigen.

So habe ich Turbinenbilder gesucht und gefunden (ein D=FCsenmotormodell) wo man die Form und Richtung der Schaufeln gut sehen kann: (Ich hoffe allerdings, dass der Fluss von links erfolgt.)

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Beim Kompressor ist zu sehen, dass die konkave Seite nach hinten zeigt, wie bei einem normalen Propeller, der ja Luft beschleunigen muss. Bei der Turbine, die vom Gas angetrieben wird, sind dagegen die Schaufeln andersum gerichtet, genauso wie ich es erwartete und auch f=FCr Windr=E4der effizienter sein sollte.

Nach Einsicht bei

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obwohl die Frage auch dort nicht eindeutig beantwortet wird, scheint es m=F6glich, dass absichtlich Windr=E4derfl=FCgel mit der konkaven Seite nach hinten gebaut werden, damit zuverl=E4ssig einen Stall (Str=F6mungsabri=DF) erfolgt, wenn die Windgeschwindigkeit zu hoch wird.

Dieser Stall ist bei Windr=E4der absolut erw=FCnscht, w=E4hrend es bei Turbinen unbedingt vermieden werden mu=DF.

Gr=FC=DFe Marco

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martesi

snipped-for-privacy@web.de schrieb:

1) Ich würde dir bei "Windrädern" zustimmen. Da ist ja nix mit Wirkungsgrad. Die quitschen eh nur ;) 2) Ich würde Ralf zustimmen, er meint sicher das optimale Strömungsprofil, das ändert sich über den Radius (Wirkungsgrad und andere Effekte) 3) Glaube ich nicht. Das wird über den Stellwinkel geregelt (heute noch)
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Matthias D.

X-No-Archive: Yes

begin quoting, "Matthias D." schrieb:

Geschrieben hatte er (ich) auf die Frage

"

":

" Die konkave Seite ist stets die Überdruckseite (weil auf der konvexen Seite die Strömungsgeschwindigkeit höher ist: die Spitzen von Propellern oder Windrädern bewegen sich immer mit dem Mehrfachen der Windgeschwindigkeit, so daß sie im wesentlichen immer tangential und nicht achsial angeströmt werden), unabhängig davon, ob die Welle vom Wind angetrieben wird oder selbst "Wind macht"), die angeströmte Seite ist abgerundet.

Abgesehen von der Anstellung besteht der grundsätzliche Unterschied zwischen einem Windradflügel und einem Hubschrauberrotorblatt nur in der entgegengesetzten Verwindung (Änderung des Anstellwinkels entlang der Blattachse) des Blatts. Die Druckseite der WKA-Blätter liegt in Luv. "

Wo liegt denn da ein Verständnisproblem? Ein Strömungswandler ändert den Bewegungszustand eines fluiden Mediums - entweder wird es abgebremst und ihm dabei Bewegungsenergie entnommen und in mechanische Wellenleistung umgewandelt (WKA), oder es wird unter Aufwendung mechanischer Wellenleistung beschleunigt (Luft- oder Wasserfahrzeugantriebe). In beiden Fällen ist auf der Seite des Wandlers, auf der sich das Medium schneller bewegt, der höhere Druck. (Kontraintuitiv zu Bernoulli, aber dessen Satz setzt voraus, daß es eben gerade keinen Leistungsaustausch zwischen strömendem Medium und dessen Begrenzung gibt.)

Die Wandler selbst beruhen auf dem dynamischen Auftriebsprinzip: Ein Auftriebs-(Tragflügel-)Profil bewegt sich mit hoher Geschwindigkeit quer zur Strömungsrichtung und wird damit effektiv fast nur quer (=tangential) angeströmt, und zwar mit einem Vielfachen der axialen Geschwindigkeit des Mediums. Die Form des Profils ergibt sich aus Wirkungsgraderwägungen: Es hat sich empirisch gezeigt, daß unsymmetrische, gewölbte Profile bessere Eigenschaften haben, wobei die konkave Seite des Profils zur Druckseite zeigt (und die runde Nase des Profils natürlich nach vorne, also angeströmt wird).

Der Anstellwinkel ergibt sich aus Anströmgeschwindigkeit: je niedriger, desto steiler. Weil die Anströmgeschwindigkeit wegen der konstanten Winkelgeschwindigkeit rotierender Wandler natürlich vom Radius abhängt, ergeben sich daraus *gewundene Profile*: an der Nabe steil und gedrungen, an den Blattspitzen flach und schlank. Und aus diesen Erwägungen folgt, daß der Windungssinn bei WKA-Rotoren gerade entgegengesetzt zu Helikopterrotoren ist.

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Reply to
Ralf Kusmierz

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