Bladdesign

[deepforest]

Du har säkert rätt att det är fördelaktigare med en viss sorts profil vid viss strömningshastighet, viktigast längst ut på bladet naturligtvis.

Men hur mycket ger det?

Jag har suttit och räknat lite, rundat av ganska mycket neråt. Om jag tar "mitt" blad, 3,75 m med den vanliga profilen 4412 vid spetsen 4415 vid 75% 4428 vid 50 % och 4421 vid 25 % av bladlängden. Den profilen ger nästan ingen lyftkraft alls på inre 40 % av bladet under 10m/s även om det är perfekt torderat. Jag får ett Reynoldstal på mindre än 500 000 och man bör inte understiga 1 000 000. Yttre delen av bladet går perfekt frå ca 6 m/s och även mittendelen går bra från 8,5 m/s.
Om jag räknar med profilen i ovanstående (Wortmann FX 63-137) på inre 40 procenten och sakta går över till NACA 44** på yttre delen så får jag lyftkraft på även inre delen av bladet redan från 4,5 m/s så det bör ge en avsevärd ökning av effekten vid låga vindhastigheter. Jag har räknat med ca 5 Kw vid 8 m/s. 150 RPM och låter turbinen bromsa över 12 m/s. Jag är mer intresserad av att få så mycket effekt som möjligt vid låga vindar (mer normala) än hög effekt vid stark vind.
Genomgående för nästan alla "low Reynolds" blad är att de är nedåtsvängda i bakkant. Nu vet jag ju inte vilken av profilerna som skulle vara bäst men det får jag väl försöka räkna på. En del profiler för vindkraft ser väldigt märkliga ut och en del ser ut som ett genomskuret PVC blad!

[deepforest]

Det finns de här: http://www.flightplan.za.net/nacaAerofoils.php och http://www.mh-aerotools.de/airfoils/javafoil.htm sen har du databasen http://www.ae.uiuc.edu/m-selig/ads/coord_database.html Där finns många intressanta profiler för låga Reynoldstal. Problemet med de flesta profiler är ju att de är framtagna med flyg i åtanke. Där finns även profiler för vindkraft men de är gamla och med samma problem som jag tog upp ovan. Där finns också länkar till andra siter.

[Martin]

Det är intressant det du tar upp. Jag har också letat efter bra profiler och använt mig av diverse gratisprogram som compufoil, profili, myfoil, wingmaster mm för få polardiagram men tyvärr slutar dom fungera efter ett antal dagar. Vet du något bra program?

[deepforest]

När man går in på glidtal, profiler, lyftkraft och lägger ihop så inser man ganska snabbt att verkningsgraden är i högsta grad beroende av profilen.
Önskemålet är: Högt glidtal vid låg strömningshastighet, lågt motstånd, okänslig för varierande vind. En ekvation som inte går riktigt ihop. Det går att göra ett blad/vinge som är perfekt för just en vindhastighet på just en del av bladet. Men, det blir fel på en annan del av bladet, eller en annan vindhastighet. Vi vill att hela bladet ska jobba bra och vinden varierar ju. Så hur gör man då en så bra kompromiss som möjligt? Jag tänkte att man delar in bladet i låt säga 10 delar, räknar ut löptalet och strömningshastigheten, mm för varje del vid önskad vindhastighet. Eftersom den inre delen av bladet bara går med en bråkdel av hastigheten längst ut på bladet bör vi ju anpassa profilen därefter, inte som "alla" verkar göra nu, välja en profil som är "beprövad" och sen använda den på hela bladet. T.ex. NACA 44 serien som är en "bra" profil. Då har man t.ex. 4421 invid roten, 4418 lite längre ut osv. ut till spetsen där man har 4412. De två sista sifrorna är profiltjockleken vilken gör strömningshastigheten högre vid högre tjocklek och dessutom gör bladet starkare in mot roten. Det låter ju bra och fungerar ganska bra, men ökad tjocklek ger också ökat motstånd och det ville vi ju inte ha! Då tänkte jag att man väljer en profil som fungerar bra på en del av bladet, gör en "mjuk" övergång till nästa del av bladet osv. tills man har räknat ut hela bladet. En MASSA räknande och det gör även det mer komplicerat att tillverka, vilket jag tror är anledningen till att vi har de blad vi har! Om man lägger ned tid och jobb på förarbetet med att få till ett nära nog perfekt blad och sedan gjuter av det till en form så blir det nog inte så mycket mer komplicerat att göra fler likadana. I en fabrik med lönsamhetskrav så går det kanske inte. Man tar genvägar helt enkelt, men jag kan ta mig tid att göra dem åt mig själv.
Jag tror också att utvecklingen inom vindkraft och ökande krav på effektivare turbiner + CNC/Data styrda maskiner osv. gör att vi snart kommer att se sådana blad i framtiden.

[HJFF1969]

Har frågat mig och sökt på nätet men ej funnit svar på hur airfoilprofilen påverkar verkningsgraden, jag ville göra ett torderat platt blad för enkelhetens skull, säg att jag hade förlorat 5% då hade jag kompenserat med längre vingar, nu föll det sig så att vingen behövde "nåt" för att bli styv så det blev enklaste modellen på profilen.

Du har säkert rätt att det är fördelaktigare med en viss sorts profil vid viss strömningshastighet, viktigast längst ut på bladet naturligtvis.

Men hur mycket ger det?

[PowerMizer]

Men du... Kan man hitta en profil som är bra med avseende på torderingen och sen vrida bladen för att kompensera för vindhastigheten / varvtalet?? Tänkte lite på navet på en "Dunlite"....
Vet inte om det funkar, för det är inte riktigt 'my cup of tea'...

[deepforest]

Jag tänkte inte ha några flaps på bladet, utan utforma bladet så som skissen på de inre 30-40 % av bladet, som sakta får övergå till NACA 4418-4415 på den yttre delen, spetsen får vara 4412. Jag har suttit vid datorn hela dagen idag och bl.a. hittat en site med massor av profiler,( http://www.ae.uiuc.edu/m-selig/ads/coord_database.html ) några för helikopter och några för vindkraft också, men ingen tycks ha tänkt på att strömningshastigheten över bladet är olika vid olika radier? På ett flygplan är ju strömningshastigheten lika över hela längden på vingen, men på ett turbinblad är det väldigt låg strömningshastighet nära navet och ökar ju närmare spetsen man kommer, därför bör man ha olika profil på olika radier anser jag.
Det är bara på en alldeles ny Helikopter från England jag har sett lite av ideerna jag har.
Jag blir mer o mer säker på min sak då jag tittar på olika bladdesigner genom åren. De första bladen för vindkraft var rektangulära och plana, sen trapetsformade blad med tordering och nu börjar man med olinjära blad.
Jag tror att utvecklingen stått stilla länge och det är kanske först nu det börjar hända saker. Kom gärna med synpunkter, det är så lätt att stirra sig blind

[PowerMizer]

-"Han är ju en sån där tänkande person..."
Ett citat från en kompis som för många år sedan satt och förundrades över vissa människors förmåga att teoretiskt lösa praktiska problem.

Du väcker tankar....
Kan man sätta flaps på vingen som dras in av centrifugalkraften vid ett visst varvtal?? Fjädrar som trycker ut flaps:en och sen en vikt axiellt med bladet som drar in den vid ökat varv?!
Kanske framdelen är designad för höga vindhastigheter och flap-grunkan får baksidan att vara optimal vid låga vindar.

Teoretiskt sett borde man kanske kunna uppnå högre verkningsgrad än med vridbara vingar. Nackdelen är att man lämnat allt som har med "KISS" (Keep It Simple, Stupid!) att göra, och feltoleransen sänks..

Som vanligt: ej genomtänkta tankar!

[deepforest]

Jag har funderat rätt länge nu på de här profilerna som används på turbinbladen. NACA 23012, NACA 4412, mfl. Citat "Av dessa tre rekommenderas NACA 44-serien, som är väl utprovad på danska vindkraftverk" Alla dessa har gemensamt att de är framtagna för flyg, med högre strömningshastigheter än vid vindkraft. Inga flygplansvingar är ju konstruerade med "landningsfart" i åtanke. Det är ju dessutom bara spetsen på bladet som uppnår nhögre hastigheter.
När ett flygplan går in för landning så fäller det ut sk. flaps, detta för att öka lyftkraften vig låga hastigheter. Förstår ni vart jag vill komma? Jag undrar om inte en profil typ de gamla biplanen skulle vara mera lämplig, de är gjorda för betydligt lägre hastigheter än flyg idag. Jag skulle vilja "böja ned" bakkanten på bladet, åtminstone längre in på bladet och kanske ha NACA 4412 längst ut? Jag inbillar mig nämligen att verkningsgraden vid låga vindhastigheter ökar då. Se nedanstående skiss. Denna profil är framtagen för en flygcykel!
Är det någon som har synpunkter? Jag vill gärna veta om jag är helt ute och "cyklar"

[PowerMizer]

Jo, det stämmer nog. Det var någon uträkning som inte blev helt perfekt, tror jag.. Jag gjorde min efter den och den snurrar bra, men hade man en "optimal" snurra kunde man kanske jämföra (om man nu har lust med det). Det var i alla fall busenkelt att göra en mall, minns jag. Ritade på baksidan på en tapet. Som vanligt!

[Tompaiuppsala]

Jo PM, jag har bestämt ett program någonstans och det var du som skickade det till mig.
Nu tror jag den ligger i min andra dator och om jag inte minns fel så var det någon bugg på programet'?

Minns du?

[PowerMizer]

En liten fråga, bara: Är det ingen av er som har kalkylatorn för PVC-blad?? Den använde jag mej av när jag provade för ett par år sedan. Minns inte var jag hittade den, men den finns nog kvar i "dataträsket"..

[Göran]

Ja, då förstår jag. Jo, jag är också på jakt efter enkla lösningar.

[HJFF1969]

Göran, nog tror jag mina blad funkar men jag vill ju göra fler, försöker bara hitta på ett enklare sätt, har en ide om att skära ut efter min första jigg så att jag får rätt drop och sedan plasta lagomt tjockt och ev lägga upp för profilen med nåt distansmaterial, på så sätt skulle vingen bli klar i ett moment.

Eller ett alternativ är ju att göra PVC-blad samt ev förstärka med ett lager glasfiberväv på vardera sida, enligt tompas mätningar står dom sig ganska bra, nåt att grubla på pimpelisen idag....

[Tompaiuppsala]

Hello

Om jag ska säga något om blad sågade ur PVC-rör blir det mest utifrån egna erfarenheter och tankar.
Hur profilen ska se ut beror på hur snabba bladen ska bli, vilket tsr. Stora vinklar i både bas och tipp ger en långsam rotor med bra vridmoment och startegenskaper. Flacka vinklar ger en snabbare rotor. Men där tror jag också att flygplansprofilen blir viktigare.
Om man tittar på t.ex. Hugh Piggotts träblad är ju tippvinkel bara någon grad och för att få lift krävs nog "flygplansprofil"
Verkningsgraden för en trebladig rotor sägs vara bäst med tsr 6-7, dvs. en snabb rotor.

Därför har jag i min senaste rotor (1-meter) gjort bladen mycket flacka, sågade ur ett 20 cm. Tippvinkel är på dessa i princip noll och därför har jag gjort en "flygplansprofil".
Bladspetsarna skulle annars bara bli som knivar som skär luft, om du förstår vad jag menar.

Jag tycker PVC-bladen står sig bra i verkningsgrad och hamnar nära 30 % enligt mina senaste mätningar.

Mitt rotorblad.
Tror de hamnar någonstans mellan NACA4415 och K2 profil??