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Projekt Windkanal

dennis_t

Neuer Benutzer
Hallo,

wie bereits in meiner Vorstellung angekündigt, will ich euch hier einen kleinen Einblick in mein Projekt geben.

Warum baue ich einen Windkanal?
Das ist eine gute Frage, denn hätte ich gewusst welchen Umfang das ganze nimmt, hätte ich es mir anderst überlegt *lach*

Der Windkanal, der komplett aus Plexiglas gebaut wurde und die Maße 350x350x2800 hat, soll dazu dienen, um folgende DInge zu veranschaulichen:
- Auftrieb/Abtrieb
- Wie stark wirkt der Wind gegen die Karosse
- Strömung anzeigen durch Nebel

Der Auftrieb/Abtrieb
Ich habe mir aus Clay-Modelliermasse (Tonartige Modelliermasse) eine Fahrzeug Karosserie designed, so wie ich mir meinen Traum-Sportwagen vorstelle. Von diesem Modell habe ich anschließend einen negativ Abdruck gemacht und die Karosserie mit echt Karbon laminiert (Kurzfassung).

Im Prinzip soll das Fahrzeug 1:10 später in diesem Kanal getestet werden...Bis zu einer gewissen Windgeschwindigkeit bleiben die Spoiler am Fahrzeug eingefahren und ab ca. 100Km/h Windgeschwindigkeit fahren z.B. der Heckspoiler mit Hilfe von Servos aus. Durch die unter den Reifen angebrachten Dehnungsstreifen wird nun in g angezeigt, wie stark sich der Abtrieb mit ausgefahrenem Spoiler im Vergleich ohne Spoiler verändert.

Ich hoffe es ist einigermaßen verständlich erklärt.

Um die Windgeschwindigkeit zu erreichen habe ich nun schon ettliche Motoren, Gebläse usw. getestet, allerdings waren die Ergebnisse nie zufriedenstellend. Letzte Woche habe ich nun kurzerhand aus einem Heli einen Brushless-Outrunner herausoperiert und diesen mit einem Propeller (14cm) bestückt.
Ich kam nun das erste mal auf eine Windgeschwindigkeit von knapp 80km/h, allerding verträgt der Motor das nicht auf Dauer und fängt schon nach wenigen Sekunden das Streiken an.

Jetzt meine Frage an euch....könnt ihr mir einen Motor Empfehlen, der die gewünschte Drehzahl von 35000 U/min und aufwärts leisten kann? Habe mich mittlerweile etwas im Inernet belesen und denke, dass das beste ein Innenläufer / Impeller wäre.

Könnte mir da jemand ein paar Komponenten zusammenstellen die harmonieren (Regler usw)

Bin mir dabei einfach zu unsicher und aufgrund der mittlerweile schon hohen Kosten, will ich mir einen Fehlkauf ersparen.

Wäre euch sehr dankbar, wenn ihr mir helfen würdet.
Das Forum wird bei der Präsentation natürlich auch lobend erwähnt :)

Im Anhang befindet sich noch ein Bild.

Gruß Dennis
 

Anhänge

D

Deleted member 13

Gast
Nun Tach auch

Willkommen im Forum .

Nunja , als erstes ein Propeller ist rund und so sollte sich auch der Ansaugstutzen gestalten .
Der Prop schaufelt zwar auch im eckigen Kasten , nur in den Ecken halt büßt Du nicht nurDruck ein sondern
auch Strömungsgeschwindigkeit .
Kuckst Du mal hier https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=11&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiPme3k86nUAhVmJpoKHXRzBY04ChAWCCEwAA&url=http://www.maltemedia.de/schub/&usg=AFQjCNH1KzC5_IpZs6vnNRg6fJ4PaN7J2w .

Ist ein simples Programm , Eingabe der Daten einfach , Prop angeben nebst Steigung (gibt ja einiges auf dem
Markt) , Zellenzahl usw.
Dann wird ausgespuckt wieviel Watt man benötigt , wieviel Schub an N rauskommt incl. Strahgeschwindigkeit
m/s einfach umrechnen in km/h .

Und nach einem Outrunner schauen der min mit 4S Akku klarkommt .


Gruß Franz
 
D

Deleted member 17

Gast
Interessantes Thema.
Als Lüftungsanlagenbauer beschäftige ich mich täglich
mit Luftgeschwindigkeiten, allerdings heisst bei mir die Devise,
je geringer die Luftgeschwindigkeit desto komfortabler
die Lüftungsanlage. Ich messe allerdings in m/s, aber erst mal wurscht.
Wie oder womit hasst Du den die 80 km/h gemessen?
 
D

Deleted member 13

Gast
Bevor irgendein Druckverlust auftreten kann muß erstmal mit der geeigneten Motorisierung und Schaufelwerk
was reingedrückt werden egal wie .
Dazu ist das Programm da wieviel Leistung man benötigt für Prop XYZ .
Danach richtet sich in erster Linie die Antriebstechnik .

Gruß Franz
 

dennis_t

Neuer Benutzer
Hi,

Danke an euch beiden für die Ideen...

Die Berechnung ist ja cool gemacht, danke dafür. In den Ecken gibt es kleinere Verluste das stimmt. Um diese einzugrenzen habe ich an alle Ecken im Kanal "Abschrägungen" angebracht (sieht man am vorderen Teil auf der CAD Zeichnung).

Habe die Geschwindigkeit mit einem Anometer gemessen.... daher kann ich auch mit Sicherheit sagen, dass ich am Rand so gut wie keinen Verlust mehr habe... etwa 5km/h weniger, aber das ist ok. Dort wo ich den Wind benötige ist er da, nur der Motor macht das nicht mit.

Habe ich das richtig aufgenommen, dass man immer nur eine bestimmte Auswahl an Propellern für einen bestimmten Motor nehmen darf?
 
D

Deleted member 17

Gast
Vor der Antriebstechnik kommt immer die Berechnung der Lüftungsanlage
oder hier nur ein einzelner Schacht.

Die angegebenen 80 km/h entsprechen bummelig 22 m/s.

hier ein einfaches Berechnungsprogramm

habe da mal was eingegeben,
das Ergebnis sieht dann so aus:

Berechnungsausgabe
Fördermedium: Trockene Luft 20 °C / gasförmig
Volumenstrom: 10000 m³/h
Dichte: 1,2040 kg/m³
Dynamische Viskosität: 18,206 10-6 kg/ms
Rohrleitungselement: Rechteckrohr
Elementabmessungen: Rohrbreite B: 350 mm
Rohrhöhe H: 350 mm
Rohrlänge L: 2,8 m
Strömungsgeschwindigkeit: 22,68 m/s
Reynolds-Zahl: 524857
Strömungsgeschw.2: -
Reynolds-Zahl 2: -
Strömungsform: turbulent
Rohrrauhigkeit: 0,0013 mm
Rohrreibungszahl: 0,01
Zeta-Wert: 0,1
Zeta-Wert abzw.Rohr: -
Druckv. abzw.Rohr: -
Druckverlust: 0,34 mbar
0 bar

Danach richtet sich die Auswahl des Gebläses.

So sähe dann in etwa der passende Ventilator aus.

Da beisst die Maus keinen Faden ab.:)
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:

AllRadler

Mitglied
Hallo Dennis!

Der Bau eines Windkanals zur aerodynamischen Optimierung einer Autokarosserie ist leider etwas komplizierter als ein Abluftkanal.
Ein Windkanal MUSS eine laminare Luftströmung haben, da nur so die Situation eines fahrenden Autos in stehender Luft nachgebildet wird.

Ohne laminare Strömung sind weder die Kraftmessungen noch eine Rauchfahne sinnvoll machbar.

Als Atriebsmotor für den Rotor könnte ich mir einen Tiger MN4014-330kV mit 6S Akku vorstellen. Der hat genügen Leistung und könnte bei max. 6.000 rpm mit einer 14" Luftschraube die geforderten 80 km/h Luftströmung knapp erzeugen.
Allerdings wird eine konstante Strömung mit einem 2-Blatt schwierig. Alternativ könnte man eine Nabe für ein 5-Blatt oder 7-Blatt mit entsprechenden Klapprotorblättern von Aeronaut probieren. Die gibt es auch mit verschiedenen Steigungen. damit würde auch die Drehzahl sinken. Hier mal ein Foto, wie ein 1:1 Rotor aussieht. Mit gekrümmten Leitblechen in den 90°-Ecken eines geschlossenen Windkanals wird die Strömung laminar ausgerichtet. Bei einem linearen Kanal können auch senkrechte und waagrechte Leitbleche die Strömung richten.

Das Einblasen von Nebel hilft nur der "Verschleierung". Es muss eine dünne Rauchfahne mit einer Düse in die laminare Strömung "injiziert" werden, um den Luftstrom beurteilen zu können.

Die Gebrüder Wright haben vor über 100 Jahren einen solchen einfachen Kanal für die Verifizierung verschiedener Tragflächenprofile verwendet. Detailierte Messungen wurden m.W. nicht durchgeführt.

Viel Erfolg
 

AllRadler

Mitglied
Noch ein paar Worte zum einstellbaren Heckspoiler:

Komplett einfahren macht bei einem Rennfahrzeug keinen Sinn.
Das brauchen nur Fahrzeuge im öffentlichen Strassenverkehr, um die Fußgänger bei Kollision zu schützen und im Stand schöner auszuschauen.

Bei einem Renner kommt es eher auf einen variablen Winkel an.
Je steiler der Heckspoiler, um so mehr Druck kommt auf die Hinterachse, aber die Endgeschwindigkeit wird dafür geringer.
Also zum Überholen nach der Kurve kommt er hoch (niedrige Geschwindigkeit) und nach dem Überholen wieder runter, damit das Auto schneller wird.
 

ThorK

Mitglied
Sehr interessantes Projekt.
Da ich schon mehrmals in einem 1:1 Windkanal war, hier noch einige Anstöße.

Wie weiter oben schon geschrieben wurde, benötigst du eine laminare Luftströmung, die du mit dem Propeller wahrscheinlich nicht erzeugen kannst. Besser wäre eine Art Turbinenrad mit möglichst vielen Blättern. Gleichzeitig helfen eventuell noch vertikale Luftleitbleche.

Die Strömungsgeschwindigkeit ließe sich auch durch einen sich verjüngenden Kanalquerschnitt erhöhen (Venturi-Effekt)

Ich weiß nicht, welchen Aufwand du bereit bist zu betreiben, jedenfalls ist ein 1:1 Windkanal meistens ein geschlossener Kreislauf, in dem die Luft permanent zirkuliert.

Gruß
Thorsten
 
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