Welkom op het forum van startpagina!

Dit forum staat op alleen-lezen. Je kan hier informatie zoeken en oude berichten terugvinden, maar geen nieuwe berichten plaatsen.

Naar overzicht van alle forums
wind-energie.startpagina.nl

Boeren bladen of aerodynamisch correcte bladen?

  • Anonymous avatar

    Sern-sak

    Doordat de omstreksnelheid van een rotor op elk punt over de lengte van het blad veschillend is dienen deze bladen, analoog aan de bladen van een axiaal compressor, een andere hoek te hebben. Vlakker aan de tip, onder een gortere heok aan het begin van het blad. Ook door die andere omtreksnelheden dient het blad oppervlak breed te zijn bij de naaf, dun uitlopend naar het einde.

    De hele grote windmolens laten dit dan ook zien, maar wat mider sterk gezien het formaat en de kleinere relatieve omstrek snelheid verschillen.

    Dit is denk ik duidelijk voor iedereen

    Waar ik van sta te kijken is dat ik zo vaak de rech voor zijn raap rechte wat gebogen strippen rotorbladen zie, die denk ik gewoon een heel slechte efficientie hebben.

    Wie kan daar iets van zeggen, Kragtje misschien?

  • Anonymous avatar

    Adriaan Kragten

    Beste Sern-sak en anderen

    Rotorbladen van windmolens worden normaal ontworpen m.b.v. een aerodynamische theorie. Deze theorie werd al voor de 2e wereldoorloog ontwikkeld door Betz en Glauwert en is gebaseerd op een combinatie van de axiale-impulstheorie en de bladelementtheorie. Het komt er op neer dat het maximale vermogen aan de wind onttrokken wordt wanneer de windsnelheid in het rotorvlak afgeremd wordt tot 2/3 van de ongestoorde windsnelheid V. De rotorbladen moeten hiervoor een bepaald koordeverloop en instelhoekverloop hebben als functie van de straal en van de ontwerpsnellopendheid. Wanneer een rotor ontworpen wordt met de optimale liftcoefficient, d.w.z. de liftcoefficient waarbij de weerstands-liftverhouding minimaal is, resulteert dit in een blad waarvan de koorde en de instelhoek toeneemt bij afnemende straal. Een dergelijke rotor kan een maximale Cp hebben van ongeveer 0,45. Nu is het echter ook mogelijk om in overeenstemming met de aerodynamische theorie een rotor te ontwerpen met een constante koorde. Hiervoor moet de liftcoefficient naar binnen toenemen. Dit wordt gerealiseerd door een toenemende aanstroomhoek en dit resulteert weer in een bijna constante instelhoek. Voor een dergelijk ontwerp is het nodig om een aerodynamisch profiel te gebruiken dat over een grote variatie in liftcoefficient toch een acceptabel weerstandsliftverhouding heeft. Het Gotinger 623 profiel voldoet hieraan. Een rotor met een constante koorde kan een maximale Cp halen van ongeveer 0.4 wat dus nog heel acceptabel is. Een rotor met constante koorde is veel eenvoudiger te maken, vooral als van massief hout of gewelfd staalplaat uitgegaan wordt. Alle door mij ontworpen rotoren hebben wieken met een constante koorde. De ontwerptheorie voor rotoren wordt gegeven in mijn rapport KD 35 “Rotor design and matching for horizontal axis wind tubines”, dat bij mij te koop is. Info over dit rapport kan gevonden worden via www.bidnetwork.org na het bij “search” intypen van mijn naam Adriaan Kragten. Je komt dan bij mijn profile en onder de beschrijving van mijn activiteiten vind je zes folders waarvan er

    1 over KD 35.

    Adriaan Kragten

  • Anonymous avatar

    Sern-sak

    Adriaan dank je wel, ik moet er even over na denken.

  • Anonymous avatar

    Johan

    Dus, als ik het goed begrijp, staan de bladen wel onder een bepaalde hoek, maar zijn ze niet getorst.

    Onder hoeveel graden kunnen de bladen het beste staan??

  • Anonymous avatar

    Adriaan Kragten

    Beste Johan

    Inderdaad, de bladen hebben een constante koorde (en een constant profiel dus ook de dikte is constant) en geen torsie wat betekent dat de instelhoek voor het gehele blad hetzelfde is. De instelhoek is de hoek tussen de 0-lijn van het gebruikte profiel en het rotorvlak. Hoe groot deze hoek moet zijn hangt af van de ontwerpsnellopendheid van de rotor (de verhouding tussen de tipsnelheid en de ongestoorde windsnelheid waarvoor de rotor zijn maximale Cp heeft) en van het gebruikte profiel en varieert tussen ongeveer vijf en tien graden. Er is dus niet één waarde aan te geven. Om de juiste waarde te kunnen vinden zul je de ontwerpprocedure moeten doorlopen voor de rotor die je wilt ontwerpen (zie KD 35).

    Het is wel zo dat deze ontwerpprocedure alleen iets zegt over de rotorgeometrie en niet over de sterkte. Bladen met een constant profiel zijn overal even sterk maar het buigend moment en dus de buigspanning is maximaal bij de bladvoet. Wanneer het blad te slank genomen wordt kan het te zwak worden of te torsieslap en daardoor gevoelig voor flutter. Dus iemand die een slank blad ontwerpt met een constante koorde moet ook in staat zijn om te bepalen of het blad sterk en stijf genoeg is.

    Adriaan Kragten

  • Anonymous avatar

    Johan

    Dus bladen onder een hoek van 30 graden is teveel??

  • Anonymous avatar

    Adriaan Kragten

    Beste Johan

    Een zeer grote instelhoek van 30 graden hoort bij een rotor met een extreem lage ontwerpsnellopendheid van ongeveer 1.5. Bij een ontwerpsnellopendheid lager dan ongeveer 4 is de toename van de hoek phi tussen de relatieve windsnelheid en het rotorvlak al groter dat de toename van de aanstroomhoek alfa waardoor het blad toch een torsie moet hebben.

    Nu is het zo dat elk blad dat je scheef op de wind zet zal gaan draaien maar als je je niet houdt aan de aerodynamische theorie zal de opbrengst erg laag zijn o.a. omdat het blad aan de binnenkant zal overtrekken. Ik zal niet nalaten om telkens weer te zeggen dat mensen die zelf een rotor willen ontwerpen eerst deze theorie moeten bestuderen en dat ze ook geen windmolen moet bouwen die niet voorzien is van een deugdelijke automatische beveiliging. Bijna alle zelfbouwwindmolens die in het verleden door amateurs gebouwd zijn, zijn in zware strormen bezweken.

    Adriaan Kragten

  • Anonymous avatar

    Johan

    Hoi Adriaan,

    Ik heb mijn bladhoek nu afgesteld op 15 graden.

    Hij begint nu al bij het minste of geringste aan te slaan, als ik de hoek nu nog kleiner maak, zou het dan nog beter worden?

  • Anonymous avatar

    Adriaan Kragten

    Beste Johan

    Het startkoppel bij een bepaalde windsnelheid neemt ongeveer evenredig toe met de instelhoek. Dus hoe groter de instelhoekhoek des te lager de windsnelheid ligt waarbij de rotor het kleefkoppel van de generator en de transmissie kan leveren en waarbij de rotor dus aanloopt. Echter, voor het leveren van de maximale Cp moet de instelhoek veel kleiner zijn dan de instelhoek waarbij het startgedrag het beste is. Als je een te grote instelhoek neemt zullen het toerental en het vermogen veel te laag zijn. Een rotor wordt normaal zo ontworpen dat de vermogensopbrengst maximaal is en niet zo dat de startwindsnelheid zo laag mogelijk ligt.

    Adriaan Kragten