rapport KD 703 over een Savonious rotor met vier bladen vrijgegeven

Hier worden verschillende vormen van windenergie besproken

Moderator: Moderators

Plaats reactie
Adriaan Kragten
Berichten: 651
Lid geworden op: 22 mar 2015, 09:02

rapport KD 703 over een Savonious rotor met vier bladen vrijgegeven

Bericht door Adriaan Kragten »

Het rapport KD 703 kan gratis gekopieerd worden van mijn website: www.kdwindturbines.nl onder het menu KD-reports. De titel van dit rapport is: Ideas about a 4-buckets Savonious rotor called the VIRYA-1.45 for driving a positive displacement pump". Een foto van een schaalmodel van de rotor schaal 1 : 5 wordt gegeven op de voorpagina van dit rapport.
pelletpower
Berichten: 3289
Lid geworden op: 12 nov 2011, 13:21

Re: rapport KD 703 over een Savonious rotor met vier bladen vrijgegeven

Bericht door pelletpower »

Adriaan, dat is interessant. Die wokkel heb ik altijd links laten liggen omdat hij op drag gebaseerd is. Zou dit een beetje in de buurt komen van een 'normale' turbine?
Adriaan Kragten
Berichten: 651
Lid geworden op: 22 mar 2015, 09:02

Re: rapport KD 703 over een Savonious rotor met vier bladen vrijgegeven

Bericht door Adriaan Kragten »

De wokkel is een 2-bladige Savonious rotor met getordeerde bladen waardoor het startkoppel niet fluctueert. Als de geometrie juist gekozen wordt kan een dergelijke turbine ongeveer een even hoge maximale Cp hebben als een normale 2-blads Savonious rotor. De maximale Cp van een normale Savonious rotor is ongeveer 0.22 bij een lambda van ongeveer 0.9. Er zijn metingen die veel hogere waarden voor de Cp vermelden maar daabij werd een gesloten windtunnel gebruikt en was het model veel te groot t.o.v. de tunneldoorsnede waardoor tunnelblokkering optrad. Alle metingen die ik ken (zie KD 599) zijn verricht in gesloten windtunnels terwijl alleen bij open windtunnels (zoals ze bij de TU-Delft hebben) geen tunnelblokkering optreedt.

De 4-bladige Savonious rotor die ik bedacht heb, zal vast geen hogere maximale Cp hebben dan een normale Savonious rotor. Dat komt omdat ik aan de boven en de onderkant geen schijf heb zitten waardoor je tipverliezen krijgt maar de constructie is daardoor wel erg eenvoudig. Als je boven en onder een schijf maakt, wordt de maximale Cp hoger maar wordt het buigend moment in de rotoras ook veel hoger. Bij vier bladen veandert de stroming wel vier keer per omwenteling van richting en ik weet niet of je dan nog wel genoeg flow door de rotor krijgt om een voldoende groot deel van het koppel door liftkrachten op te laten wekken. Ik verwacht wel dat er maar een kleine rimpel op het startkoppel zal zitten. Om zekerheid te krijgen zou er eigenlijk een model in de windtunnel getest moeten worden maar ik ga dat niet uitvoeren.
Adriaan Kragten
Berichten: 651
Lid geworden op: 22 mar 2015, 09:02

Re: rapport KD 703 over een Savonious rotor met vier bladen vrijgegeven

Bericht door Adriaan Kragten »

Er werd een nieuw hoofdstuk 4 toegevoegd aan rapport KD 703 over de 4-bladige Savonious rotor. De titel van dit hoofdstuk is: "Alternative 4-buckets Savonious rotor with smaller blades and a larger rotor diameter". De bladen van deze alternatieve rotor hebben de halve breedte als die van de originele rotor. Daardoor kunnen ze meer in de richting van de hoeken liggen van de hechthouten plaat waarmee de bladen aan de naaf verbonden zijn. De rotordiameter wordt daardoor wat groter (1,6 m i.p.v. 1,45 m). Door de kleinere bladen is er een groter doorsnede voor de luchtstroom die door de rotor loopt. Dit effect gecombineerd met de wat grotere rotordiameter maakt dat het opgewekte vermogen groter zal zijn de helft van de originele rotor. Er wordt dus nuttiger gebruik gemaakt van het materiaal. De tekening van deze alternatieve rotor wordt gegeven in figuur 2 van KD 703.

Hoe hoog de maximale Cp, de optimale snellopendheid en de startkoppel coëfficiënt werkelijk zullen zijn kan alleen gevonden worden door een schaalmodel door te meten in een open windtunnel. Ik adviseer niet om deze rotor te gebruiken voor het opwekken van elektriciteit maar voor het aandrijven van een pomp kan het een reële optie zijn. Figuur 2 uit KD 703 werd toegevoegd als bijlage.
2022-02-17 4-buckets Savonious 0.5 x 1 m.jpg
Slooij
Berichten: 358
Lid geworden op: 04 mei 2021, 22:37

Re: rapport KD 703 over een Savonious rotor met vier bladen vrijgegeven

Bericht door Slooij »

ik vind deze molen ook mooi maar ik moet ook wel toegeven dat een turby molen mooi is. ik ben wel eens bezig geweest met een turby rotor blad en naar mij idee moet dit om een cilinder heen worden gelamineerd.
soms is het ver gezocht wat men zoekt.
Slooij
Berichten: 358
Lid geworden op: 04 mei 2021, 22:37

Re: rapport KD 703 over een Savonious rotor met vier bladen vrijgegeven

Bericht door Slooij »

ik ga het rapport door de vertaal machine heen doen en dan zal ik het lezen.
soms is het ver gezocht wat men zoekt.
Adriaan Kragten
Berichten: 651
Lid geworden op: 22 mar 2015, 09:02

Re: rapport KD 703 over een Savonious rotor met vier bladen vrijgegeven

Bericht door Adriaan Kragten »

Slooij schreef: 17 feb 2022, 21:16 ik vind deze molen ook mooi maar ik moet ook wel toegeven dat een turby molen mooi is. ik ben wel eens bezig geweest met een turby rotor blad en naar mij idee moet dit om een cilinder heen worden gelamineerd.
De Turby is geen Savonious rotor. Dat is een zogenaamde H-Darrieus rotor maar niet met rechte bladen maar met bladen die volgens een schroeflijn getordeerd zijn. Dit is wel mooi maar niet te doen voor zelfbouw. Ook bij serieproductie blijkt het lastig te zijn om een kWh tegen een voldoende lage investering te kunnen opwekken en de Turby is dan ook falliet gegaan. Een Darrieus rotor haalt een veel hogere maximale Cp dan een Savonious rotor maar heeft een hoop nadelen (zie rapport KD 215). Eén van de nadelen is dat het koppel negatief is bij lage snellopendheden. Ik geef daarvoor een oplossing in rapport KD 601 maar de andere nadelen blijven. Ik raad iedereen af om met Darrieus rotoren te beginnen.

Een 4-buckets Savonious rotor zal een veel gelijkmatiger startkoppel hebben dan een normale 2-buckets Savonious rotor. Omdat ik geen plaat aan de boven en de onderkant van de rotor toepas, kan het zijn dat de stroming door de rotor naar boven en naar onderen uitdijt en dat de maximale Cp daardoor een stuk lager wordt dan bij een gewone Savonious rotor die wel aan de boven- en de onderkant platen heeft. Eigenlijk zouden er windtunnelmetingen uitgevoerd moeten worden aan schaalmodellen van diverse versies, met een plaat in het midden en met een plaat aan de boven en de onderkant, met de origine bladen die van een vierkante plaat gemaakt zijn en met gehalveerde bladen. Het nadeel van een plaat aan de boven en de onderkant is dat de toren nu eindigt bij de onderkant van de rotor en dat er daardoor een veel groter buigend moment in de as komt.
pelletpower
Berichten: 3289
Lid geworden op: 12 nov 2011, 13:21

Re: rapport KD 703 over een Savonious rotor met vier bladen vrijgegeven

Bericht door pelletpower »

Ik neig toch naar dit idee, ondanks de lagere opbrengst. Makkelijk te maken etc. As er door heen zit toch ook niet echt in de weg? Frame er omheen en opgelost?
Adriaan Kragten
Berichten: 651
Lid geworden op: 22 mar 2015, 09:02

Re: rapport KD 703 over een Savonious rotor met vier bladen vrijgegeven

Bericht door Adriaan Kragten »

pelletpower schreef: 21 feb 2022, 19:53 Ik neig toch naar dit idee, ondanks de lagere opbrengst. Makkelijk te maken etc. As er door heen zit toch ook niet echt in de weg? Frame er omheen en opgelost?
De thrust Ft die op de rotor werkt grijpt aan halverwege de hoogte van de rotor. Als er een hechthouten plaat in het midden zit en als de torenpijp doorloopt tot aan deze plaat dan geeft de thrust dus bijna geen buigend moment in de as. Als je een plaat aan de boven en de onderkant van de rotor gebruikt dan moet er een verbindingsbuis zijn die beide platen met elkaar verbindt anders wordt het moment op de onderste plaat veel te groot. De bovenkant van de toren loopt dan tot de onderste plaat. Het buigend moment in de rotoras wordt dan Ft * 1/2 H en dat is nogal wat als H 1 m is. Maar het kan wel als de as dik genoeg is en in de bovenkant van de toren op twee plaatsen gelagerd is. De as moet trouwens toch een behoorlijke dikte hebben bij een acceptabele afstand tussen de lagers in de toren om bij hoge toerentallen zwiep in de as te voorkomen. Zwiep is een verschijnsel in een lange roterende as dat vergelijkbaar is met knik in een gedrukte staaf. De formules voor zwiep worden gegeven in hoofdstuk 5 van mijn rapport KD 320. Een probleem blijft dat deze rotor niet te beveiligen is en dat je bij hoge windsnelheden dus behoorlijk hoge toerentallen zult krijgen ondanks het feit dat de optimale snellopendheid van de rotor minder dan 1 zal zijn.
Adriaan Kragten
Berichten: 651
Lid geworden op: 22 mar 2015, 09:02

Re: rapport KD 703 over een Savonious rotor met vier bladen vrijgegeven

Bericht door Adriaan Kragten »

In rapport KD 651 wordt de 4-bladige VIRYA-3.6L2 beschreven die ook bedoeld is voor aandrijving van een roterende verdringerpomp. Deze molen heeft een ontwerpsnellopendheid van 2 en 2 mm dikke bladen van 1250 * 625 mm. Als we deze rotor omlaag zouden schalen zodat de bladen ook 1000 * 500 mm zouden zijn, dan krijgen we een rotordiameter van 2,88 m en een bestreken rotoroppervlak van 6,51 m^2. Het bestreken rotoroppervlak van de alternatieve 4-buckets Savonious rotor is 1,6 * 1 = 1,6 m^2 en dus ongeveer een factor 4 lager. Daarbij komt nog dat de maximum Cp van deze rotor zeker een factor 2 lager is. Het opgewekte vermogen van de alternatieve 4-buckets Savonious rotor ligt dus minstens een factor 8 lager bij dezelfde windsnelheid en bij hetzelfde totale wiekoppervlak! Wel is het zo dat de dikte van het blad bij de HAWT groter moet zijn dan 1 mm. Maar bij dezelfde bladmassa is de opbrengst van een HAWT nog zeer veel hoger dan die van de alternatieve 4-buckets Savonious rotor.

Bij een HAWT is echter een haakse overbrenging nodig in de kop. Voor de VIRYA-3L2 heb ik gebruik gemaakt van een ronde snaar omdat daarmee ook een excentriciteit gerealiseerd kan worden en een versnellende overbrenging van 2,5 : 1. Hierdoor kan de molen voorzien worden van een beveiliging zodat hoge windsnelheden geen probleem zijn. Zelfs als de extra investering die voor de transmissie en de vaan nodig is meegenomen wordt, dan denk ik dat een HAWT toch een beter keus is dan een VAWT alleen moet je wel de vaardigheid en de gereedschappen hebben om een haakse overbrenging te maken en je moet ook aan de Polycord snaar kunnen komen.
Plaats reactie