Impuls und Umpuls und Umpuls herum
Geschrieben von Werner am 09. März 2021 00:59:27:
Als Antwort auf: zweites Newtonsches Gesetz, Umpulssatz bzw. Impulserhaltungssatz geschrieben von EaW am 09. März 2021 00:09:46:
Abörrr Mischöö,
wozu die Aufrögguuung. Bleiböön Sie doch sachlich, biittöö !
Oitö mein Themaaa:
Der Impulssatz am Windkraftwerk:Eintritts-Impulsstrom minus Austrittsimpulsstrom ist die Kraft die auf den gesamten Aufbau wirkt. Damit könnte man aber die Abbremsung der Luft ermitteln . . . wenn man einen Kraftmesser am Turm hätte - womit wir wieder bei Dehnungsmeßstreifen angelangt sind.
Ich habe aber inzwischen weiterstudiert und mir ist klar geworden, dass das einzelne Rotorblatt durch die rel. hohe Geschwindigkeit, mit der es durch die Luft eilt, einen enormen "Auftrieb" entwickelt. Der Vektor des Auftriebs zeigt freilich nicht nach oben, sondern entgegen gesetzt zur Anströmrichtung. Ähnlich oder sogar genau so, wie ein Flugzeug, was hinter sich Fallwinde erzeugt, die aus der Impulsgleichung zwingend hervorgehen, drückt das Rotorblatt der WKA die anströmende Luft um ein Mehrfaches an Geschwindigkeit wieder zurück. Das heißt, das vorbeieilende Blatt erzeugt erst einen Sog in Windrichtung, weil auf der Rückseite des Blattes starker Unterdruck herrscht. Dann im Vorbeifahren ist die Reaktion in etwa neutral und dann erfolgt das Zurückwerfen der Luft infolge der starken Kraft, die auf das Rotorblat ausgeübt wird. Und gemäß Impulssatz kann das nur durch das Abschleudern der Luft geschehen.
Bei meinen ersten Betrachtungen ging ich vom stehenden Blatt aus - falsch ! Die Blätter erreichen Umfangsgeschwindigkeiten von ca. 250 km/h und dabei werden wesentlich höherer Kräfte wirksam, als sie es beim bloßen Anblasen eines stehenden Blattes werden können. Die Profile dieser Rotorblätter sind echte Hochauftriebsprofile. Ich schätze mal aus der Pofilgebung heraus erreichen sie gewiß ca-Werte von 1,5. Zu stark darf der Auftrieb auch wieder nicht sein, sonst geht es auf Kosten des Widerstandes und das Rad dreht sich zu langsam, könnte also bei mehr Drehzahl auch mehr Strom liefern.
Die zurück geworfene Luft wird durch den Wind wieder abgebremst und "trollt" sich dann doch wieder in Lee-Richtung. Bis das nächste Blatt kommt, sollte die Strömung möglichst dann wieder gleichförmig sein.
Insofern kann ich mir die Abbremsung des Gesamtpaktes Luft doch inzwischen vorstellen.
Inwieweit die Windräder national oder global den Wind beeinflussen, kann ich nicht beurteilen. Ich glaube aber nicht, dass der Einfluß groß ist. Da gibt es ganz andere Hindernisse, die den Wind bremsen.
Gruß
Werner