Kann so ein Windmühlenflügel funktionieren?

[raziausdud]

Hallo zusammen,

ich versuche für jemanden, seine Windmühle in Bewegung zu bringen. Ich habe die vorher flach stehenden Flügel nun schräg angebracht, so dass sie nun in einem kleinen Winkel zur Windeinfallsrichtung stehen.

Ich war Modellflieger und bin aktiver Segler, meine mich also ein wenig mit Aerodynamik auszukennen. Ich hab schon etliches durch Wind in Bewegung versetzt. Aber ich bekomme diese Flügel nicht zum Drehen. Selbstverständlich ist das Ganze ausgewuchtet. Kann es sein, dass so ein Flügel wie abgebildet (ich habe es da schon mit aufgespanntemPapier versucht ...) gar nicht funktionieren kann?

Ein idealer Flügel wird auf beiden Seiten umströmt, siehe zweites Foto oben. Auf der Luv-Seite entsteht ein Druck, der das Segel/das Profil zur Seite schiebt, auf der Lee-Seite entsteht ein Unterdruck, der das Segel/ das Profil zur Seite zieht.

Beim vorliegenden Windmühlenflügel kann die Luft auf der Lee-Seite überhaupt nicht oder nur sehr schlecht eentlangströmen. Im Gegenteil, die Luft drückt gegen die Streben und verhindert damit sogar eine Flügelbewegung, siehe zweites Foto unten.

Soweit meine Theorie.... Richtig?

Oder hat jemand schon einmal solch eine Flügel korrekt drehen sehen?

Vielen Dank für Antworten und Ratschläge im voraus und freundliche Grüße
Rainer

 

[Eddy]

Hallo,
wir hatten bei uns im Garten auch eine Windmühle mit offenen Flügeln.
Die hatten aber an allen Flügeln auf einer längsseite einen ca.5-7 cm
breiten Blechstreifen der zudem noch leicht schräg angestellt war.
Es drehten sich nicht nur die Flügel,sondern auch der gesamte Mühlenkopf
so das die Flügel immer im Wind standen.

Gruß Eddy

 

[raziausdud]

Danke schonmal Eddy,

hast Du ev. noch eine Vorstellung, in welchem Winkel die Flügel stehen, die dürfen ja nicht platt vorm Wind liegen.

Ich habe einen Winkel von 20 Grad gewählt, also die freie Kante des Flügels steht ein wenig näher zum Mühlenkopf. Das sieht man links auch im Foto (jetzt roter Pfeil), und auch die Zeichnungen sind so gedacht, dass der Wind im Bild von unten kommt, es ist quasi eine Aufsicht auf einen senkrecht nach oben stehenden Flügel (grün die Achse) ... . Ich weiss schwierig zu beschreiben....

Ich habe die Abbildungen deshalb noch etwas ergänzt.

Rainer

 

[edelres]

Aerodynamic

Hallo Rainer,

nach meiner Ansicht liegt es bei der Fluegelkonstruktion an der mangelnden Windschluepfigkeit.

Ich habe an hollaendischen Windmuehlen beobachtet, dass der Fluegelrahmen mit Segeltuch zugezogen werden kann. Die Drehung ergibt sich aus der Form welches das Segeltuch durch den Wind einnimt. es biegt sich durch, die Stroemungsgeswchindigkeit an der Aussen/innenseite ist unterschiedlich, was beim Flugzeug der Auftrieb ist bei der Windmuehle der Vortrieb.

Der abgebildete Fluegel entwickelt seine Kraft wenn er wie beim Segelboot vor dem Wind ist.

Z. B. das Segel ist genau rechtwinklig zur Laengsachse des Bootes, schiebt der Wind das Boot gegen den Wasserwiederstand. Durch die Schraegstellung des Segels entsteht die Fluegelform und Die Stroemungsgeschindigkeit an der Innenseite ist groesser als die Windgeschwindigkeit.

Ich konnte es nicht glauben, dass die Windsegler auf Raedern, durch die Ausbildung des Segels schneller sind als der Wind.

Bitte meine Beschreibung nicht auf die Goldwaage legen, im Prinzip sollte es stimmen..

Als Gedankenanstoss

mfg

Ottmar

PS: Ich sah im Fernsehen Windkanaltests von Hochleistungs Windturbinen, an dem Fluegel ist alles so ausgelegt dass sich keine Wirbel bilden loennen

Im Spass bei dem abgebildeten Fluegel ist alles so ausgelegt dass sich nur Wirbel bilden koennen.

 

[raziausdud]

Ich habe die Frage auch im boote-Forum Rubrik Segel-Technik gestellt. Dort habe ich geschrieben, dass die gleiche Frage auch hier gestellt wird. Für Euch hole ich das hiermit nach: wens interessiert, auch hier wird das Ganze diskutiert:

Kann so ein Windmühlenflügel funktionieren? - boote-forum.de - Das Forum rund um
Boote

z.b. ein Wert: 66% beträgt bei einem max. geformtem Profil der Anteil des Antriebs über den Unterdruck der Rückseite (was beim hiesigen Garten-Zaun-Flügel wohl völlig wegfällt).
Grüße
Rainer

 

[raziausdud]

Bei mir wird links Werbung eingeblendet, z. B.
Promex Windmühle Holland - Schöner-Wohnen24, Soest, Düsseldorf, Köln, Leverkusen, Bonn oder Foto unten.
Das sieht eigentlich aus wie bei mir. Auch der Anstellwinkel kommt hin. Kugelgelagerte Achsen usw.

Also müsste das doch funktionieren. Mal sehen, morgen ist mehr Wind angesagt.

Rainer

 

[Eddy]

Sollte es gar nicht gehen,bau einen kleinen Motor ein mit Solarzelle

 

[garfilius]

ich meine, der Denkfehler liegt darin, dass die Mühlenflügel nicht wie ein Segel den Wind von vorn auf die Kante bekommen sondern auf die Fläche. Dass der scheinbare Wind so stark wird, dass dieser Effekt auftritt, glaube ich nicht.
Wir haben im Garten so ein Windspiel als Rad stehen. sowas
Die platten "Flügel" sind an der Nabe parallel zur Achse und drehen sich bis zum äußeren Ring um 90 Grad zur Nabe. Funktioniert prima.
Du hast die Wind-Druckkraft in Achsenrichtung, die "Drehkraft" dürfte bei 45° Anstellwinkel am größten sein.

 

[Heimkino]

Moin Rainer,

ich glaube, dass Du mit deinen Gedanken ein bis zwei Schritte zu weit vorraus bist. An soch einer Mühle wird die Aerodynamik von Tragflächen nicht zum Einsatz kommen.

Hier geht es vermutlich um einfachste Physik, die Winkraft drückt gegen die Radfläche und dreht das Rad aud Grund seines Anstellwinkels.

Wann immer sich etwas drehen soll kommt es auf die Lagerung an. Baue mal wie Kugellager auf die Gewindestange, dann wird das schon drehen.

@ Ottmar

Ich war 2000 auf dem Dry Lake Ivanpah bei Las Vegas zum SBBB 2000, findet dort jedes Jahr statt.

Dort wurden Tosspeeds bis 130 km/h erreicht (Wind <70 km/h), mit Kitebuggys.

Angeblich sol man bis zum 2,5-fachen der Windgeschwindigkeit erreichen können, sofern alls optimal ist.


windige Grüße

Werner

 

[raziausdud]

Hallo zusammen,

sie dreht sich !!! Ich habe heut morgen die Flügel auf 45 Grad gestellt und nun genügt ein Lufthauch, sie in Bewegung zu versetzen. Ich und die Dame für die ich das mache haben uns sehr gefreut.

Ich habe wohl wirklich zu kompliziert gedacht. Diese einfachen Flügel funktionieren wohl nur auf Winddruck. Auf zu flachen Flügeln kann der Winddruck offensichtlich die Trägheit der gesamten Konstruktion und die Haftreibung der (Fahrrad-Kugel-) Lager nicht überwinden. Stärker gewinkelte Flügel = mehr Kraft , weniger Geschwindigkeit (was bei solch einem Deko-Objekt wohl auch gut ist...).

Vielen Dank für Eure Mithilfe und Grüße
Rainer