av Karro 20 okt 2008 07:29
Jag låg och läste ett examensarbete, från en svensk högskola, om designen av en H-rotor (10 m diameter, 3 blad á 10 meter), innan jag somnade igår. Förståelsen för de olika principerna och kompromisserna man behöver göra ökar mer och mer. Jag märker att timmarna av provande olika profiler i JavaFoil var mycket nyttiga, för de skapade en känsla för hur profilen fungerar. Exjobbet, liksom andra liknande högskoleprojekt, förlitar mycket på avancerade uträkningsprogram. Jättefint, men de förmedlar inte den känslan, som man också kan behöva. Exjobbaren, visste t.ex. inte varför fast vinkling av profilerna ger förbättring, utan gissade, och gissade lite fel.
Jag har klart behov av att prova olika saker i praktiken. Att kunna fräsa ut olika profiler i mikro-format och jämföra vore nog ganska nyttigt. Man skulle också kunna göra en liten vindtunnel.
Det finns olika fantasifulla varianter på H-rotorer på nätet. Men varje H-rotor, fantasifull eller inte, brottas med samma problem. Bladbredden, till exempel, behövs för att öka Reynolds-talet, vilket i sin tur behövs för att få vingprofilerna att fungera bra. För mycket bladbredd sänker TSR, för lite skapar turbulens och får profilen att stalla. Generellt behöver profilen ge lyftkraft över en stor variation av anfallsvinklar. Vinden blåser aldrig baklänges, som man kan tro, utan alltid framifrån. Vid TSR 4-6 varierar anfallsvinkeln ca +-10 grader. Man behöver alltså en profil som kan ge bra lyftkraft inom det området. Tjocka profiler ger det, men ger mycket "drag", dvs., luftmotstånd. Så här blir det en kompromiss. Tunn smal profil ger högt TSR, och därmed högre uteffekt, men kräver starkare vind för att starta. Tjock bred profil ger lågt TSR, och därmed lägre uteffekt, och fungerar vid svagare vind. Man kan inte få båda.
Att ha fler blad än 3 har sina fördelar, men ack, det ger andra problem. Problemet är igen Reynolds-talet som blir lågt och får vingprofilen att uppföra sig underligt. Har man många breda profiler får man för hög soliditet, som minskar effektiviteten. (Även om jag inte vet hur man räknar på det, ännu)