Discussione: elica

ciao a tutti,
cerco un elica per un impianto eolico ingrado di fornirmi 500_1000 w .(disegni cad ,siti,progetti,ecc.)grazie per la vostra attenzione.

Un aiuto lo trovi anche qui' :
Aerodynamic Design of a Windmill

a 80 g\min 1 KW e' a 6m\sec
A volte Martin esagera ma puo' essere utile per i profili ... se guardi bene vedi che non sembrerebbe necessario l'uso di shunt (o di potenza minore) per frenare l'elica ...


Edited by Elektron - 18/3/2006, 17:19

A proposito di pale

qualcuno mi può aiutare a caprie ...... come faccio a sapere il n. giri di una pala eolica in funzione della velocita del vento ?


Ciao Help !!!

Esistono in letteratura dati orientativi ma il calcolo di Cd e Cl di un'elica prima della sua costruizione è una cosa più impossibile che difficile....dopo aver realizzato la prima pala, in genere le grosse ditte hanno un parco dove provare e calcolare sperimentalmente i dati.

Esistono dei simulatori fluidodinamici, ma sono diffici e costosi, in genere sono disponibili solo nelle università , perchè i privati non li comprano, visto che poi e comunque necessaria la sperimentazione. (credo comunque che gli ing. della Vestas, Enercon, Nordex, etc... facciano le simulazioni al calcolatore prima...qualcuno può confermare?)

CITAZIONE (Dan73 @ 28/4/2006, 18:23)

A proposito di pale

qualcuno mi può aiutare a caprie ...... come faccio a sapere il n. giri di una pala eolica in funzione della velocita del vento ?


Ciao Help !!!

1) Scegli quale deve essere il TSR (Tip Speed Ratio), cioè la velocità specifica della pala che è data dal rapporto (velocità lineare alla punta/ velocità del vento). Generalmente per un rotore con 3 pale puoi scegliere un TSR variabile tra 5 e 7.

2) Utilizza la seguente formula:

numero di giri (rpm) = V*TSR*60/(6,28*R)

con R=raggio del rotore (m)
V=velocità del vento (m/s)

Ciao

Grazie mille

Questa formula mi è utile ...

Da mè c'è poco vento una media intorno ai 5-6m/sec
pensavo di fare un rotore a 4 pale visto il poco vento

sai dirmi che TSR posso applicare in questo caso ?

Ciao D.

la TSR o velocità specifica si ottiene generalmente effettuando un'ottimizzazione del coefficiente di potenza della pala in modo iterativo (si calcola il Cp della pala, che dipende dalle caratteristiche aerodinamiche del profilo, provando diversi valori della tsr, e si sceglie il valore di ottimo, che massimizza il Cp a parità del valore della velocità del vento).
dimensionare una pala non è una cosa impossibile ma bisogna avere delle buone basi di aerodinamica, ed è possibile (generalmente si fa così) dimensionare una pala senza utilizzare programmi di fluidodinamica, ottenendo dei risultati numerici che generalmente differiscono poco da quelli ottenuti in realtà o con programmi CFD.

CITAZIONE

Esistono in letteratura dati orientativi ma il calcolo di Cd e Cl di un'elica prima della sua costruizione è una cosa più impossibile

scusa ma questo nn è vero!Si parte dai dati noti per ogni profilo (flussi bidimensionali) e attraverso delle funzioni correttive (Prandtl o Goldstein) si passa al flusso 3D che tiene conto sia delle velocità indotte, sia del numero finito delle pale.

che profilo alare consigli per un rotore eolico ?

sai dirmi se esistono softwear freeware .... che mi possono aiutare nella progettazione della pala ?

Come materiali, per realizzare le pale pensavo a vetroresina o fibra di carbonio ....cosa ne pensi ?

Ciao D.

Diciamo un NACA 4424?
Trovi allegato un semplice metodo di progetto per via grafica a partire dalle polari

Download attachment
Windmill_design_Elem_blade_theory.pdf ( Number of downloads: 352 )

la scelta del profilo dipende molto dal numero Reynolds....quindi dalla velocità e......

per i materiali dipende molto dalle dimensioni,dagli spessori dei profili

.....se mi dici che potenza vuoi ottenere dall'aeromotore, il numero delle pale e la velocità media del vento, posso fare due conti e darti un dimensionamento di massima....
....attenzione nn mi assumo nessuna responsabilità se ciò che dovessi andare a costruire nn dovesse funzionare o dovesse dannegiare qualcosa o qualcuno

Edited by mr_psycho - 4/5/2006, 17:45

CITAZIONE

scusa ma questo nn è vero!Si parte dai dati noti per ogni profilo (flussi bidimensionali) e attraverso delle funzioni correttive (Prandtl o Goldstein) si passa al flusso 3D che tiene conto sia delle velocità indotte, sia del numero finito delle pale.

Giusto!...ma non mi pare che in questo modo tu abbia il Cp, Cl,Cd della pala? Puoi solo sperare che vada così!
Dopo la realizzazione va comunque misurato.....visto che persino gli svergolamenti, se no hai un CNC, li puoi attenere solo per intepolazione!
Per questo le aziende iterano un pò prima di arrivare alla pala finale!

PS.
Il link precedente non va!

I profili piu' comuni per le pale eoliche sono :4418 , 4415 , 23018 , 23015 ,gli ultimi 2 numeri sono la percentuale dello spessore . Se invece vuoi semplificare la costruzione puoi usare un CLARK Y che pero' ha uno spessore 11,9 un po' esiguo se la pala ha un allungamento elevato. C'e' un bel libro che si occupa della progettazione si chiama " ENERGIA EOLICA " ed e' di un'autrice francese di cui non ricordo il nome ed e' tradotto in italiano , un testo veramente ben fatto , secondo me il migliore . Ancora se invece vuoi costruire un asse verticale devi usare uno 0015 . Io uso un programma di simulazione molto semplice ed economico si chiama profili 2 e ha in memoria un migliaio di profili e ha come variabili : reynolds , incidenza ecc.

CITAZIONE

non mi pare che in questo modo tu abbia il Cp, Cl,Cd della pala

basta semplicemente fare un'integrazione numerica ed ottieni il Cp,il Cl ed il Cd della pala!

CITAZIONE

Dopo la realizzazione va comunque misurato.....

al massimo dopo la realizzazione va misurata la coppia.....

CITAZIONE

visto che persino gli svergolamenti, se no hai un CNC, li puoi attenere solo per intepolazione!

nn ho capito cosa intendi dire....cmq anche le cnc lavorano per interpolazione

Per la produzione non pensavo a qualcosa di esagerato...

massimo 1-1,5 KW

Come n. di pale pensavo a 3 o 4 .... il problema è che la media del vento dove voglio installarlo è di 6 m/sec, però ho picchi a 10-12 m/sec

Cosa mi consigliate ?

credo tra l'altro che un inconveniente da superare saranno le vibrazioni causate da un non perfetto bilanciamento della massa delle pale visto che non le farò con l'uso di CNC ma probabilmente quasi manualmente o al massimo con uno stampo fatto a mano ...

ciao

grazie elektron per il file .....

molto interessante

Importantissimo bilanciarle. Quando hai deciso come costruire le pale ti posso allineare sul come bilanciarle dinamicamente o staticamente ...

CITAZIONE

basta semplicemente fare un'integrazione numerica ed ottieni il Cp,il Cl ed il Cd della pala!

Io so, che l'integrale di cui parli è in forma chiusa....puoi ottenere solo approssimazioni!

CITAZIONE

CITAZIONE

CITAZIONE

Dopo la realizzazione va comunque misurato.....

al massimo dopo la realizzazione va misurata la coppia.....

Meglio potenza e numero di giri....la coppia...con quel che costano i torsiometri!

CITAZIONE

nn ho capito cosa intendi dire....cmq anche le cnc lavorano per interpolazione

Nei calcoli, ipotizzi realizzazione perfetta e nessuna deformazione....non credo che in pratica sia così!

Comunque per recuperare qualche % di rendimento è sufficienta allungare un pò la pala.

Per equilibrare l'elica basta l'equilibratura statica, con un equilibratrice a dischi che è molto semplice ed economica e si può anche autocostruire, si usa anche per equilibrare le gomme per le moto da corsa.

Per Elektron, come intendi effettuare l'equilibratura dinamica?

CITAZIONE

Io so, che l'integrale di cui parli è in forma chiusa....puoi ottenere solo approssimazioni!

nell'ingegneria tutto è approssimazione....anche se al millesimo o al centesimo (con oppurtuni metodi numerici è possibile ottenere dei risultati che differiscono di qualche millesimo)

CITAZIONE

la coppia...con quel che costano i torsiometri!

ma quali torsiometri, basta un freno a disco!

CITAZIONE (snowstorm @ 4/5/2006, 22:06)

Per equilibrare l'elica basta l'equilibratura statica, con un equilibratrice a dischi che è molto semplice ed economica e si può anche autocostruire, si usa anche per equilibrare le gomme per le moto da corsa.

Per Elektron, come intendi effettuare l'equilibratura dinamica?

Naturalmente l'equilibratore a dischi va costruito ad hoc perche' non credo accolga diametri superiori al 21 (ma direi 19) e comunque va bene anche quello.
Volendo equilibrare dinamicamente il rotore.... beh ci sono vari metodi che possono essere usati, vediamo quello dell’uomo povero:
Bisogna poter fare ruotare il rotore a velocità variabile, esempio fissandolo sul mandrino di un avvitatore. Occorre poi fissare coassialmente all’asse un puntatore laser, quelli dei vu cumpra’ vanno benissimo, basta solo infilare un anello di plastica sull’esterno del cilindro per tenere premuto il pulsante di accensione. Per il fissaggio del puntatore va bene un portalampade mignon avvitato sullo stesso tubo filettato standard che blocca il rotore e che e’ inserito e bloccato sul mandrino dell’avvitatore. La centratura del puntatore va fatta a bassa velocità osservando la proiezione del raggio a qualche metro di distanza. Maggiore è la distanza e maggiore è la precisione. Quando il puntatore è centrato sull’asse di rotazione, occorre bloccarlo rispetto al portalampada con della colla al silicone od epoxy.
Ora si possono aumentare i giri e osservare il raggio proiettato, più grande è il cerchio descritto e maggiore è lo sbilanciamento. Naturalmente non si può sapere quale delle due pale richiede di essere appesantita (alleggerita), detto in parole semplici ... si prova, se non è una allora è l’altra. Per il bilanciamento si usano i pallini da caccia o i piombini da pesca infilati in una cavità ricavata sulla punta delle pale. Si puo' usare un blocchetto di balsa forato con una punta da tre e mezzo, s’infila il pallino, si tappa con un po’ di carta e si prova. L’errore più comune con questo metodo è tentare di bilanciare il rotore anche sui lati che non hanno pale. Bisogna quindi fermarsi quando si è trovato il massimo bilanciamento nel modo che ho descritto e non andare oltre, cosa per la quale serve un vero banco di bilanciatura. L’avvitatore usato deve essere d’ottima qualità in quanto la forza richiesta è notevole quando si aumentano i giri; inoltre il fissaggio del complesso deve essere elastico. La soluzione più semplice è usare della gomma adesivata per isolamento termico o dei blocchettini di silicone e fermare il tutto su una morsa. Si opera da sotto il rotore e attenti alla testa

per il bilanciamento dinamico delle pale, secondo me, basta semplicemente pesare le pale, cercare il baricentro della pala più pesante e prenderne la distanza dalla radice o dal tip, riportare il punto trovato sulle altre pale ed aggiungere la differenza di peso, in modo da far coicidere il baricentro con il punto segnato.
se due pale hanno lo stesso peso, ma baricentro diverso, allora bisognerà aggiungere peso ad una per spostare il baricentro e peso all'altra (nel baricentro), per avere lo stesso peso. In questo modo avremo la posizione del baricentro alla stessa velocità (avendo la stessa distanza dall'asse), quindi la stessa forza centrifuga => no vibrazioni.
ciao!

Corretto, questo metodo si usa per i rotori degli elicotteri modello.
Non e' un metodo dinamico pero' ...

CITAZIONE

nell'ingegneria tutto è approssimazione....anche se al millesimo o al centesimo (con oppurtuni metodi numerici è possibile ottenere dei risultati che differiscono di qualche millesimo)

Adesso che so che sei ing.....non ho più niente da controbattere....!

assodato il tipo di profilo alare e come bilanciarlo .....


Per realizzarlo cosa ne pensate ...

1) fare uno scheletro con dime del profilo con della balsa oppure del compensato, poi rivestirlo con fibre di vetroresina o fibbre di carbonio

2) fare un mezzo stampo del profilo della pala rivestirlo con fibre di V. o C., fatte le due metà unirle e bloccarle assieme dopo aver inserito pignone ecc... con un'altro strato di fibbre di C. o V.

Cosa ne pensate ....

Io sono un profano in materia di costruzioni in fibra .....

Help ?

Ciao elektron , non capisco a cosa ti riferisci quando dici che l'equilibratrice a dischi non puo' accogliere diametri superire a 19-21 mm ,non esiste limite in quanto i dischi hanno un diametro libero anzi piu' sono grandi e piu' la macchina e' precisa .Per l'equilibratrice dinamica non avevo mai pensato ad usare un puntatore laser

Quello che ho visto io era montato su una specie di cavalletto che limitava il massimo diametro usufruibile, non dico che stiamo parlando dello stesso equilibratore... dammi magari dei ragguagli al riguardo....
Riguardo al puntatore laser io ho sperimentato con successo, anche se su un'elica piu' piccola (60 cm), la rilevazione di un solo pallino da caccia a 200 giri minuto. Occorre pazienza ed un po' di pratica ma si ottengono risultati notevoli senza praticamente spendere nulla.
@ Dan73:
Si dovrebbe partire dal mozzo a disposizione e poi decidere come fissarvi le pale nella maniera migliore. Cosi' diventa piu' semplice costruirle uguali perche' puoi usare un solo scaletto per entrambe girando di volta in volta il mozzo (180 gradi per due pale 120 per 3 90 per 4 etc...). Sul come realizzarle potrei dare dei ragguagli maggiori se qualcunaltro e' intenzionato a costruirle in fibra piuttosto che di legno. Mi pare che la fibra sia in secondo piano rispetto al legno per quanto riguarda le costruzioni sperimentali ... ma potrei sbagliare...