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
Hallo,
Weet iemand of je voor de berekening van de mast de windbelasting op de rotor met 100% moet rekenen of mag je deze ook reduceren naar 60% in verband met de wet van Betz (een rotor kan maar max. 59% energie opnemen, anders zou de wind achter de rotor stilstaan)? Of zijn er voor de winddruk op de rotor apparte richtlijnen in verband met een draaiend product?
Alvast bedankt,
Arno Gubbels
De Betz-coefficient 16/27 = 0,59 is de verhouding tussen het vermogen dat theoretisch maximaal opgewekt kan worden door een windmolenrotor en het kinetisch vermogen van de wind dat door een oppervlak stroomt dat gelijk is aan het rotoroppervlak. Betz heeft indertijd afgeleid dat dit maximale vermogen opgewekt wordt als de ongestoorde windsnelheid V in het rotorvlak afgeremd wordt tot 2/3 V. De werkelijke Cp is aanzienlijk lager dan de Betz-coefficient vanwege verliezen veroorzaakt door zogrotatie, het niet oneindig aantal bladen, profielweerstand en het feit dat de werkelijke bladlengte korter is dan R. Een goede kleine rotor heeft een Cp tussen ongeveer 0,38 en 0,45 maar hele grote rotoren halen bijna 0,5. Dit komt omdat de Reynoldswaarden voor grote rotoren erg hoog zijn en profielen bij hoge Reynoldswaarden lage Cd/Cl verhoudingen hebben. Dit onderwerp wordt uitgebreid behandeld in mijn rapport KD 35. Dit zegt dus niets over de axiale kracht of thrust op de rotor.
Betz heeft ook afgeleid wat de zogenaamde thrustcoefficient Ct is, voor de conditie waarbij geldt dat Cp = 16/27. Hiervoor geldt dat Ct = 8/9 = 0.89.
De axiale kracht of thrust Ft wordt berekend met:
Ft = Ct * 1/2 ro V^2 * pi R^2 (N)
Hierin is ro de luchtdichtheid (ongeveer 1,2 kg/m^3 voor T = 20°C), V de ongestoorde windsnelheid (m/s), pi = 3,1416 en R = de rotorstraal (m).
Net zoals de werkelijke Cp lager is dan de Betz-coefficient van 16/27, zo is de werkelijke Ct ook lager dan de Betz waarde van 8/9. Dit komt omdat de bladlengte korter is dan R en omdat er bij de bladtip en de bladvoet een wervel ontstaat waardoor het drukverschil tussen de voor- en de achterkant van het blad afneemt. De werkelijk Ct hangt af van het gebruikte profiel en van de bladlengte t.o.v. R maar ligt meestal tussen 0.7 en 0.75 als de rotor draait bij zijn ontwerpsnellopendheid. Als de rotor onbelast draait is de Ct nog bijna even hoog ook al wordt er geen vermogen op de as afgegeven. De rotor wekt dan nog wel degelijk vermogen op maar dat wordt geheel gebruikt voor het overwinnen van de aerodynamische verliezen.
Als de rotor stil staat is de Ct veel lager omdat dan alleen de profielweerstand van de stilstaande bladen overwonnen moet worden. Als de bladen bij stilstand van de rotor in de vaanstand gezet worden is de Ct nog weer veel lager.
Doorzoek het forum
Zoeken met Startpagina
Startpagina Thema's