Welkom  

   

Mijn Menu  

   

What's Up  

za mei 18 @12:00AM
ZF Pinkstertrip 2024
   

Wedstrijd  

Geen evenementen
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
Welkom, Gasten

Onderwerp: Ideeën voor coöp development hydrogenerator?

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 03 mei 2017 13:19 #831867

  • Waterman
  • Waterman's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 1698
Als ik naar die Watt&Sea kijk zie ik enige gelijkenis met een trolling motor à la Minn Kota, Haswing enz.

Van mijn fietsdynamo van vroeger weet ik dat deze ook als "motortje" te gebruiken was.
Zou een trolling motor als basis kunnen dienen voor de sleep generator?
Zeilen: alle stress waait uit mijn hoofd 8-)
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 03 mei 2017 15:35 #831918

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3560
Dat heb ik vorig jaar geprobeerd. Ja het kan maar het wordt alleen leuk als je een knoop of tien kunt halen. Ik haalde er onbelast wel 6V uit op 'topsnelheid' van mijn Tinker Tramp. Een eindje terug in dit draadje heb ik erover gepost. Bij het gebruik van een ebbm als hydrogenerator is de schroef niet gunstig gemonteerd. De hoge druk kant zit aan de lage druk kant en omgekeerd. Hierdoor neemt het rendement af tot ongeveer 10% van wat er aan vermogen uit de snelheid van de boot kan worden gehaald. Het zelfde gaat op voor het gebruik van de standaard schroef onder de boot als hydrogenerator. De boot wordt behoorlijk afgeremd terwijl de opbrengst marginaal is.
Een redelijke opbrengst bij een niet al te grote mate van remming van de snelheid is eigenlijk alleen te doen met een gesleepte schroef die hiervoor speciaal is gemaakt of een speciale schroef zoals de Watt and Sea hydrogenerator heeft.
Ja het ding lijkt wel op een minn kota, maar als je nauwkeurig naar het schroefprofiel kijkt is dat toch heel anders. Maar daarom niet getreurd! Sunday leeft zich helemaal uit op 'ducted turbines' in een cad-cam programma... Ooit komt daar iets moois uit!
Groeten, Peper.
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 03 mei 2017 16:20 #831937

  • Waterman
  • Waterman's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 1698
Als techneut met vliegtuigbouwachtergrond is het voor mij vanzelfsprekend dat een aandrijfschroef ongeschikt is als turbine.

Misschien was mijn vraag niet specifiek genoeg: Zou de de motor in een trolling motor geschikt zijn als generator?

De mooie ducted turbine van Sunday heeft dan meteen een goede gestroomlijnde waterdichte uithouder.
Een turbine wiel met geintegreerde shroud (ring die de bladtippen verbindt) zou dan de "eenvoudigste" oplossing zijn.
Zeilen: alle stress waait uit mijn hoofd 8-)
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 03 mei 2017 17:07 #831947

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3560
Ja, mooi ding. Go West zet echter vraagtekens bij de extra weerstand die de 'tipvanes' (in jouw vakgebied) in het water hebben en of deze het rendement niet juist zouden verlagen in plaats van de 'omloop' tegen te gaan en daarmee het rendement te verbeteren.
Sunday bekijkt nu in eerste instantie hoe het zou moeten met een 'stilstaande shroud' in plaats van een meedraaiende.

Ja, de motor van ongeveer elke elektrische schroefaandrijving leent zich voor een generator. Motoren met koolborstels hebben een lager rendement omdat de koolborstels voor hun functioneren ook vermogen opnemen, bij motoren met permanente bekrachtiging via magneten is dat gunstiger, maar die zijn dan ongeveer in niets te regelen en is de afgegeven spanning en het vermogen recht evenredig met het toerental. Je moet dan met iets van een MPPT regelaar de spanning naar de gewenste hoogte opkrikken om de accu's te laden. Ook dat is nu goed mogelijk.

Tot nu toe zit er een soort plafond bij de 60% efficiëntie van de omzetting van de energie van langsstromend water naar elektrische energie (bij wind zit dat plafond kennelijk bij 70% bij de Darrieus windturbine). De omzetting van kinetisch naar elektrisch heeft bij de brushless DC generatoren ongeveer 95% efficiëntie, daar valt niet veel meer te halen.
Zou je dat plafond van 60% efficiëntie weten te doorbreken, dan kun je energie uit langsstromend water winnen zonder dat het de boot voor het dubbele van het gewonnen vermogen afremt. Dat is een fraaie ambitie!
Groeten, Peper.
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 03 mei 2017 17:21 #831952

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3560
Nog even deze:

Als je goed kijkt zie je de MinnKota op het hek van de tinker tramp. (het valt niet mee grootschoot, fokkeschoot, helmstok en dmm bedienen)
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 03 mei 2017 17:41 #831958

  • Sunday
  • Sunday's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 7584
Prachtig bootje Peper!
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 03 mei 2017 19:59 #831987

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3560
Ja hè! :) :laugh: :cheer: :lol: ;)
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 06 mei 2017 23:16 #832928

  • PaulC
  • PaulC's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 21
Fascinerend topic dit! Ik heb niet eens een boot, maar ik kan het amper laten om te proberen zelf een hydrogenerator te bouwen. Ik ben even aan het onderzoeken hoe moeilijk het is om een propeller te modelleren in 3D. Dankzij deze man is dat dus helemaal niet moeilijk. Ik kan gewoon een aantal NACA profielen specificeren en er rolt zo een propeller uit! Mijn idee zou dus zijn om een propeller 3D te printen.

Een propeller:



Zo'n propeller 3D printen in z'n huidige vorm is een uitdagende print op z'n zachtst gezegd, maar ik denk dat het met een beetje aanpassen wel haalbaar moet zijn om propellers te printen. Wat vooral lastig is op dit moment zijn de scherpe overhangen. Als ik dit zou afstompen tot pak 'm beet 0,5mm dan helpt dat waarschijnlijk veel. Verder zijn er nog wel meer optimalisaties door te voeren om het printbaar te houden en sterk te maken.

Als iemand het zich afvraagt: De bovenstaande propeller kost naar schatting ~5 uur om te printen en kost €1,50 aan materiaal. Net even gekeken bij 3D Hubs en daar zie ik verschillende hubs die dit al voor <€10 kunnen printen. Ik verwacht wel dat de uiteindelijke propellerontwerpen meer tijd en materiaal zouden kosten. Dit is trouwens een 3 blad propeller met een diameter van 156mm.

Als er iemand twijfelt aan de sterkte van een geprinte propeller, deze gasten planeren met 3D geprinte prop op een 15PK BB:


Als ik morgen niet het water op ga, dan ga ik wellicht eentje testprinten! :P
Laatst bewerkt: 06 mei 2017 23:17 door PaulC.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 07 mei 2017 07:59 #832955

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3560
Voor een verbeterde efficiëntie aan 300mm diameter of meer denken. Zie berekeningen van Go West. 150 tot 160mm dia is wel goed als je meer dan 7 knopen met je boot kunt halen, dan wek je weliswaar minder op, maar je kunt het dan compenseren door de hogere snelheid.
Groeten, Peper.
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 07 mei 2017 09:44 #832992

  • Go west
  • Go west's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 644
Fantastisch om zo'n schroef uit te kunnen printen. Kun je meteen de gewenste profielen voor de gesleepte schroef inbrengen.

Jan
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 07 mei 2017 21:50 #833164

  • PaulC
  • PaulC's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 21
Peper schreef :
Voor een verbeterde efficiëntie aan 300mm diameter of meer denken. Zie berekeningen van Go West. 150 tot 160mm dia is wel goed als je meer dan 7 knopen met je boot kunt halen, dan wek je weliswaar minder op, maar je kunt het dan compenseren door de hogere snelheid.
Groeten, Peper.
Ja, ik snap dat hij uiteindelijk groter moet, maar daar gaat het nu even niet om. Het ontwerp wat ik maak is volledig parametrisch. Dat wil zeggen, ik teken deze propeller niet, maar ik programmeer een programma wat de 3D vorm van een propeller genereert. De diameter is gewoon een variabel die ik kan instellen. Dus als ik het programma voor een efficiënte en goed printbare propeller heb geschreven, dan kan ik daar iedere maat propeller uit laten rollen.

Sterker nog: Een paar verschillende propellers printen voor testdoeleinden of voor verschillende omstandigheden is geen probleem.

De berekeningen van Go West ben ik nog niet tegengekomen, maar ik heb ook nog niet het hele topic doorgespit (komt nog).
Go west schreef :
Fantastisch om zo'n schroef uit te kunnen printen. Kun je meteen de gewenste profielen voor de gesleepte schroef inbrengen.

Jan
Yes!

Heb jij zicht op wat een ideale vorm is?




Ik heb er vanavond eentje geprint om het eens te testen en dat viel me alles mee. Deze propeller is een beetje op goed geluk gevormd. De spoed is ongeveer 500mm voor een 156mm prop, dus dat is heel laag. De reden daarvoor is dat ik dan geen grote overhang krijg aan het einde van het blad en zo zonder support kan printen (soort van steiger die mee geprint wordt en die je later eraf breekt en weg gooit). Dat scheelt materiaal en vooral printtijd. Deze print was daardoor al in 2:29u klaar en heeft daarvoor ongeveer 24gr plastic verbruikt (€0,75).

Wat je hieronder op de foto wel ziet is dat de hoeken links en rechts onder niet netjes zijn. Dat komt omdat de propeller daar heel steil overhangt en ik geen support heb gebruikt. Bovenaan geeft het huidige ontwerp nog een heel dunne scherpe rand. Te dun om te printen. Als ik dit dikker maak, dan is het probleem daar ook weg.



Voor jullie idee, zo ziet dat eruit (het gehighlighte deel beschrijft de propeller):



Een andere belangrijke reden om er eentje te printen was ook om een beetje een gevoel te krijgen voor hoe sterk het wordt bij een bepaalde dikte. Op het dikste punt is het blad nu 3,5mm dik. Ik heb het ding even in mijn handen gehad en er wat aan geduwd en getrokken en hij voelt echt ruim sterk genoeg.

Even een sommetje:
100W elektrisch / 50% generator effect = 200W mechanisch.
Bij 600rpm is dat 200W * 10 / 600rpm = 3,33Nm.
3,33Nm / 3 bladen = 1,11Nm
Even omrekenen naar iets wat ik kan vergelijken met hoe hard ik net aan die bladen heb getrokken. Met mijn huidige mini bladen ligt het aangrijppunt van de arbeid misschien op maar 5cm.
1,11Nm / 0,05m = 22N
Dat is prima te doen. Ik heb zeker vele malen dat eraan getrokken.

Ik ging een beetje uit van een dynamo als generator. Dan heb je al snel 600rpm nodig om 100W op te wekken (dat heb ik uit die master thesis met CFD simulaties). Stel je hebt een veel krachtigere generator die al bij 100rpm 100W opwekt. Dan kom je uit op 20Nm totaal of 6,67Nm per blad oftewel 133N. Dat is al significant meer.

Niet echt realistisch trouwens, want het oppervlak van de bladen is 0,06m * 0,045m = 0,0027m^2. Volgens mij betekent dat dat er dan 133N/0,0027m^2 = 49.259Pa op de bladen zou staan. Dat is ~0,5Bar! Daar heb je dus veel grotere bladen voor nodig. Het moment blijft dan overigens wel hetzelfde, maar grotere bladen zijn gemakkelijker met meer oppervlak aan de as te bevestigen, dus het hele ontwerp mag waarschijnlijk nog wel ranker. Zeker als omwentelingen wat hoger zijn.
Laatst bewerkt: 07 mei 2017 22:22 door PaulC.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 07 mei 2017 23:06 #833170

  • ilCigno
  • ilCigno's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 17703
Wauw, gaaf PaulC! Dit geeft weer hele nieuwe mogelijkheden volgens mij. Ik volg het met veel belangstelling.
Timo
Compromis 888 'il Cigno'
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 08 mei 2017 02:28 #833173

Fascinerend!

Hoe werkt dat qua spoed eigenlijk bij een generator?

-Een normale (voortstuwende) propeller met een spoed van bv 10" ploegt zich (zonder rekening te houden met slip) 10" door het water per omwenteling;

-Hoe groter de spoed, hoe meer vermogen per rpm naar het water wordt overgebracht.

-Een propeller van een sleepgenerator met oneindige spoed (=vaanstand) maakt per gesleepte meter (of inch) geen, nul omwentelingen.

Bij de propeller van een sleepgenerator is het effect van meer of minder spoed dus omgekeerd aan een normale schroef?

Zal voor jullie vast een open deur zijn, maar hoe doe je dat, de spoed bepalen, rekening houdend met slip etc?
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 08 mei 2017 07:31 #833198

  • Go west
  • Go west's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 644
Go west schreef :
Go west schreef :
Ik heb de figuur voor de Torqeedo propeller uitgebreid met de weerstandskrachten tijdens het slepen. Zie de gestippelde lijnen in de figuur, voor 2 m/s en 3 m/s inkomende watersnelheid.
De bepaling gaat als volgt. De ladende generator vraagt een koppel aan de schroef, bijv. 4.5 Nm. Daardoor ontstaat bij 3 m/s een toerental van 7.5 omw/s. Bij deze 7.5 omw/s is de weerstand van de door het water gesleepte, draaiende schroef ca. 125 N
Als je een weerstandscurve van je schip hebt, kun je de snelheidsvermindering bepalen.

De schroef levert 4.5*2*pi*7.5 = 210 W . Stel wrijving in lagers en afdichting 10% en elektrisch een rendement van de generator van 75%, dan zou er elektrisch 140 W geleverd worden.
Dit zijn uiteraard indicatieve getallen.
Een vergelijk met de praktijk, bijv. met de "Duogen" getallen levert : schroefdiameter 290 mm, spoed onbekend,
levert (volgens de fabrikant) bij 6 knopen 125 W en heeft een sleepweerstand bij 6 knopen van 150 N.
Redelijk in de buurt lijkt mij.

Jan


@ Peper.
Je noemt dat je voor elke Watt die je uit het water haalt er 2 Watt weerstand ontstaat. Volgens bovengenoemd diagram klopt dat aardig. Bijv. bij 4,5 Nm en 7,5 t/s en 3 m/s sleepsnelheid wordt het (mechanische) vermogen dat de schroef levert ca. 210 W. De sleepweerstand is ca. 130 N, dus 130 * 3 = 390 W.
Bovengenoemd diagram is gebaseerd op meetwaarden aan modelschroeven, die gemaakt zijn voor normale voortstuwing. In deze meetwaarden zit dus al het effect van het minder optimale bladprofiel voor het slepen. Hopelijk kloppen de getallen een beetje bij de latere praktijktesten. :unsure:

Jan

Hier zijn wat eerder genoemde meetgegevens van modelschroeven ( Nordstrom 1948) en berekeningen voor de generator en de sleepweerstand.

Jan
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 08 mei 2017 07:47 #833200

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3560
Dit is een flinke boost in het ontwikkelen van een hydrogenerator! Ik verwacht dat buurman Sunday het water in de mond loopt om één van zijn ontwerpen te laten printen.

Zeshonderd toeren per minuut is in de HAWT wereld een soort van standaard geworden voor windenergie. Ik heb ook generatoren voor VAWT turbines gezien met een toerental van 200. Er staat dus geen toerental echt vast.

Bij een grotere diameter van de schroef kan de naaf van de schroef ook 'dikker' worden. Dit geeft een drukverhoging in het gebied van de schroefbladen en daarmee een hoger koppel en dat betekent weer een hoger te behalen vermogen.

De 'Torquejet' vind ik een technisch hoogstandje:

Het is een 'ringmotor' die voorlopig in zijn ontwikkeling is geparkeerd omdat de lagering (een groot lager) met de grote omtreksnelheid niet overweg kunnen. Meerdere kleine keramische lagers kunnen dit oplossen. Dan heb je een 'shrouded' motor/generator. Bij waterdichte wikkelingen en waterdichte neodymium magneten kunnen de lagers met water worden gesmeerd. Dat zie ik wel zitten!

Groeten, Peper.
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 08 mei 2017 08:15 #833207

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3560
Nog even deze:

500W bij 350rpm 12 of 24V 3 fasen
Een 'coreless' generator zodat je het 'plakken' van de magneten aan het 'kernblik' niet voelt en het opstart- of aanloopkoppel heel laag is. Er is dan ook geen magnetiseringverlies in de kern. Bij goede constructie is 95% efficiëntie haalbaar (er zijn eigenlijk alleen nog de lagerverliezen en de koperverliezen van de wikkelingen). Jammer dat het ding niet waterdicht is...
Groeten, Peper.
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 11 mei 2017 20:17 #834264

  • PaulC
  • PaulC's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 21
Ok ik ben inmiddels wel redelijk behendig in het propellers genereren. Zoals gezegd heb ik zelf geen boot, dus als ik hier (nu) mee verder ga, dan moet dat zijn in samenwerking met iemand anders. Wie? Een propeller genereren is voor mij goed te doen. Printen kan ik ook, maar beter nog is dat je voor een appel en een ei kunt laten printen op 3Dhubs.com (dan hoef je niet te wachten tot ik een keer tijd en zin heb om dat ding aan te slingeren). Ik heb dus een beetje feedback nodig wat voor propeller jullie willen. Dat hoeft niet 1 uniform ontwerp te zijn, want ik kan gewoon voor iedereen een andere set parameters invoeren.

Ik verwacht niet dat jullie blind zo'n lijstje parameters kunnen maken, want dat is voor mij ook een beetje trial&error. Wat ik meer verwacht is hoe jullie denken dat een optimale propeller eruit ziet en het liefst hoor ik ook waarom. Zoiets als dit (en dit is wat ik nu heb):
Een 4 blads propeller van 250mm met een 200mm pitch. 250mm en 4 bladen omdat dat maximaal in mijn printvolume past (200mm kubus en diagonaal past dat precies). Een 200mm pitch, want dat geeft een omloopsnelheid van 15Hz (900tpm) onbelast. 15Hz lijkt me een heel werkbare snelheid, zelfs als daar door de slip nog 10% - 30% vanaf gaat. De pitch is op de eerst 1/3 van het blad een stuk korter. Omdat de omloopsnelheid dichter bij de as lager is verwacht ik dat er minder snel stall optreed en dan kan ik met een kortere pitch meer energie uit het water halen. De kromming is dicht bij de as ook het sterkst (13% van de breedte), zodat angle of attack daar laag is. Dicht bij de as is het blad ook het dikst, omdat daar de krachten het hoogst zijn en dikker is natuurlijk sterker.

Bevestiging
Ik heb nu een gat van 11mm erin zitten. Ik stel me zo voor dat je daar een M12 oogbout in draait. Het plastic wat ik print wordt bij 60-65C zacht, dus als je de bout eerst even in kokend water legt, dan draai je 'm er zo in. (Denk ik...) Zo'n M12 bout heeft een working load van 340kg, dus dat lijkt me plenty. Zoiets:

De propeller die ik nu heb draait zo dat ie zichzelf vast trekt op een normale rechtse draad. Door dat oog gaat dan een torsiestijf touw en dat gaat naar de generator of overbrenging.

Als iemand iets anders in gedachten heeft, bijvoorbeeld een vierkant gat, gat met een keyway of een gat er doorheen dan kan dat ook vrij eenvoudig, maar dit lijkt me wel een mooie oplossing.

Theorie
Over propellers is het nodige te vinden, maar wat ik ontwerp zijn helemaal geen propeller, maar repellers. Ja dat woord bestaat, maar wordt eigenlijk nauwelijks gebruikt. Turbine wordt zoiets meestal genoemd. Maar turbine wordt voor een heel breed spectrum aan dingen gebruikt, dus dat maakt het lastig zoeken als je theorie zoekt in een niche zoals dit. Ja ik heb verschillende CFD studies gezien in dit topic, maar niemand die (zoals je dat voor propellers wel kunt vinden) eens even duidelijk uitlegt wat je zoekt in een repeller. :unsure:

Dan maar afkijken... Beter goed gejat, dan slecht bedacht. Wat zou Watt and Sea doen? Nou, dit dus:


Deze plaatje komen van hun site. Lekker uitvergroot en een screenshot nemen. Vervolgens een beetje erop kalken en met een lineaal over je beeldscherm en je weet al heel wat meer.

Wat deed de Watt & Sea ook alweer:


Met de hierboven geanalyseerde 240mm prop met slechts 3 mini blaadjes van 8,5cm x 3,5cm claimen ze 100W bij 6 knopen.

Die bladen zijn duidelijk een klein beetje gekromd, dus dat is een goed idee.

Hoeveel pitch zouden ze hebben? Even kijken hoe goed mijn goniometrie nog is...
(goniometrie is makkelijk als je kunt googlen:
www.cleavebooks.co.uk/scol/calrtri.htm
n-lemma.com/indoorrc/propcalc.htm )

Strak tegen de naaf (r=3,5cm) = ~40gr
3/4 van het blad (r=9,5cm) = ~23,5gr

Strak tegen de naar; pitch = 184mm
3/4 van het blad; pitch = 260mm

Dus dan zit ik nog niet zo gek met m'n 200mm. Misschien wat kort.

Maar wat ik vooral zo opvallend vind is dat zei dus relatief kleine bladen gebruiken en ook maar 3 stuks. Waarschijnlijk omdat ze de weerstand willen beperken. Mijn bladen zijn in vergelijking gigantisch met 5,5cm x 11cm. Nou hebben zij een veel grotere naaf, omdat daar de generator in zit, dus daar komt de extra lengte voornamelijk vandaan. 2cm breder en blad extra, dat is dan hopelijk voldoende om de extra weerstand tov een directe generator op te vangen en het gebrek and CFD analyse & optimalisatie te compenseren.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 12 mei 2017 06:05 #834304

Interessant, Paul. wel een kleine aanvulling:
Een lang en smal 2 blads propeller is efficiënter dan drie blads props of brede bladen. Brede bladen leveren wel wat meer koppel, net als meerdere bladen. Dwz dat ze minder snel blokkeren omdat de aangehangen last te groot is. Als efficiëntie je voorkeur is, dan zou ik toch een 2 blads ontwerp nemen met grote diameter. Dan moet je alleen wel uitrekenen wat de maximaal efficiënte tip speed is, want als de uiteinden van een prop te hard draaien, dan gaat dat weer ten koste van de efficiëntie.
_______,./),__________
Let me never make the mistake of dreaming I am proscecuted whenever I am contradicted - R.W. Emmerson
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 12 mei 2017 06:33 #834307

  • Peper
  • Peper's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 3560
Captain koek zijn opmerking is terecht. Er zit een maar aan... (dat zit er altijd), 2 en 4-blads schroeven zijn lastiger te balanceren. Een drie of een vijf blad schroef heeft altijd een heel blad dat lichter of zwaarder kan worden gemaakt.
Het is de vraag of balanceren onder de 1000 toeren wel zin heeft en in hoeverre een onbalans invloed heeft op de efficiëntie.
Niet dat we af moeten van het 2 of 4-blads model... het is een overweging.
Groeten, Peper.
Volg mijn adviezen en raadgevingen NOOIT op!
Ik ben een 'misfit', een 'square peg in a round hole' en een 'wereldverbeteraar' van de ergste soort:
Eentje met een zeilboot en een elektrische buitenboordmotor.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 20 mei 2017 20:29 #836746

  • PaulC
  • PaulC's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 21
captain koek schreef :
Interessant, Paul. wel een kleine aanvulling:
Een lang en smal 2 blads propeller is efficiënter dan drie blads props of brede bladen. Brede bladen leveren wel wat meer koppel, net als meerdere bladen. Dwz dat ze minder snel blokkeren omdat de aangehangen last te groot is. Als efficiëntie je voorkeur is, dan zou ik toch een 2 blads ontwerp nemen met grote diameter. Dan moet je alleen wel uitrekenen wat de maximaal efficiënte tip speed is, want als de uiteinden van een prop te hard draaien, dan gaat dat weer ten koste van de efficiëntie.
Efficiency is voor mij niet zo'n heel belangrijk punt. Zoals gezegd is voor mij het belangrijkste uitgangspunt dat ik het op mijn eigen printer wil kunnen printen. Als je het printwerk gewoon uitbesteed op 3D hubs (oid), dan kies je gewoon iemand met een grotere printer. Of je print het in 2 delen.

Kun je wat meer vertellen over de maximale efficiënte tip snelheid? Zoals gezegd heb ik redelijk wat lopen zoeken naar literatuur over repeller vormen, maar daar kan ik weinig over vinden. Wel meer over propeller vormen, maar ook dat blijft lastig en dan moet ik het zelf vertalen naar repeller theorie.

Volgens mij is op dit moment vooral de G-force de limiterende factor. Bij 900rpm met een 125mm radius komt er iets van 120G op de tip van de blade.
Peper schreef :
Captain koek zijn opmerking is terecht. Er zit een maar aan... (dat zit er altijd), 2 en 4-blads schroeven zijn lastiger te balanceren. Een drie of een vijf blad schroef heeft altijd een heel blad dat lichter of zwaarder kan worden gemaakt.
Het is de vraag of balanceren onder de 1000 toeren wel zin heeft en in hoeverre een onbalans invloed heeft op de efficiëntie.
Niet dat we af moeten van het 2 of 4-blads model... het is een overweging.
Groeten, Peper.
Ik denk persoonlijk niet dat het heel veel uitmaakt als de schroef niet helemaal gebalanceerd is. Tenminste niet zolang hij gesleept wordt en geen vast draaipunt heeft. Het zal enkel betekenen dat de as niet in een perfect rechte lijn, maar meer als een spiraal door het water gaat. Als de onbalans niet te groot is geloof ik niet dat dit invloed heeft.

Ik denk trouwens dat iedere onbalans heel klein is, want de dichtheid van geprinte onderdelen is heel laag. Waarschijnlijk drijven ze zelfs. Alle massa zit dus in de as, heel dicht bij het middelpunt. Nu ik er zo over nadenk is dat wellicht een probleem en zal blijken dat er juist ballast bij moet om de schroef onder water te houden.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 21 mei 2017 09:30 #836822

Paul, zoals je wrs wel weet is de TSR de verhouding tussen rotatiesnelheid van de pro/repeller tip en het als gevolg van de vaarrichting langsstromende water. In jouw geval 900rpm = 150rps en radius van 0,06125m geeOver dat laatste heb ik voor bewegende opstellingen helaas ook niet veel gevonden.ft rotatiesnelheid van de tip = 59m/s
snelheid water doorgaans 6m/s=> TSR 10

Wat ik in diverse onderzoekjes heb gelezen is dat een trs van 5 a 6 voor stationaire hydro turbines ideaal is. Voor onze toepassingen zou de ideale trs nog wat lager kunnen liggen, denk ik, omdat wij graag kijken naar afremming van de boot tov opgewekt vermogen. De Cp, of power coëfficiënt van stationaire turbines is gericht op rendement tov langsstromend water/ lucht. Zij willen dus zoveel mogelijk energie halen uit de totale hoeveelheid langsstromende materie. Dat is voor zeilers weer wat minder belangrijk. De afremming tov opgewekt vermogen waar wij naar kijken hangt meer af van turbulentie in het water en weerstand van het blad ten gevolge van het water dat over de turbine bladen stroomt.

Kort gezegd denk ik dat je met die tsr van 10 geen problemen zult tegenkomen, maar een iets lagere tsr zou voor de perfectionisten wel leuk zijn :laugh:

PS, hoe groot wil of kun jij de prop maximaal printen?
_______,./),__________
Let me never make the mistake of dreaming I am proscecuted whenever I am contradicted - R.W. Emmerson
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 21 mei 2017 14:45 #836882

  • PaulC
  • PaulC's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 21
Mijn printvolume is 200x200x200mm groot. Zoals gezegd heb ik daar nu voor gemaximaliseerd. Dat is de reden dat ik een 4-blads schroef heb getekend, want als ik die diagonaal leg, dan past in dat volume precies een 4 blads schroef van 250mm diameter.

Dat geeft ook meteen aan dat de TSR van mijn ontwerp iets anders is, want jij hebt met een radius van 0,06125m gerekend en het is eigenlijk 0,125m (ja, ik ben ook verwarrend omdat ik zowel over radius en diameter praat).
900rpm is overigens 15Hz en niet 150Hz.
Ik kom dan op een heel ander getal dan jij:
2*pi*0,25m*15Hz=11,8m/s
11,8m/s / 6m/s = 2

De TSR = 2 dan!?

Dat betekend dat de TSR nog een factor 3 omhoog zou moeten... Ik kan die 6 als optimum ook alleen vinden in de context van windturbines. Ik kan nog niets vinden over TSR in context van water turbines eigenlijk. Ik zou echter verwachten dat de TSR van water turbines veel lager moet zijn, omdat water veel meer wrijvingsweerstand heeft.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 21 mei 2017 15:19 #836885

Je hebt gelijk, ik heb radius en diameter verward en ook nog een rekenfoutje gemaakt in de omwentelingen per seconde. Ben weer lekker bezig... Nou ja, zondag ochtend zullen we maar zeggen :S

Je conclusie van tsr is 2 is correct.

Hier wat interessante documentjes over hydro turbines

www.marinepropulsors.com/proceedings/2013/5A.2.pdf

eprints.soton.ac.uk/66727/1/Gold_platedv4.pdf
_______,./),__________
Let me never make the mistake of dreaming I am proscecuted whenever I am contradicted - R.W. Emmerson
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 21 mei 2017 19:23 #836950

  • PaulC
  • PaulC's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 21
Interessante documentjes. Die ga ik nog even verder bestuderen.

In de tussentijd realiseer ik me nog iets:
Jij hebt zeker een ex-VOR of ex-Vendee boot ofzo? :silly: 12 knopen ontwerpsnelheid, daar kunnen de meeste hier alleen van dromen. :whistle:

Berekening 3:
Laten we eens 5 knopen aanhouden als ontwerpsnelheid (2,5 m/s). Als je 6 knopen loopt is dat omdat je toch ruim voldoende wind hebt. 5 knopen is die snelheid dat je wel nog (lekker) zeilt, maar dat je aan het optimaliseren bent.
11,8m/s / 2,5m/s = 4,8

De TSR = 4,8.

Uit het tweede documentje wat jij stuurde:



Dat lijkt me precies goed.
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.

Ideeën voor coöp development hydrogenerator? 23 mei 2017 08:30 #837306

  • Go west
  • Go west's Profielfoto
  • Offline
  • Gebruiker
  • Berichten: 644
@ Peper.
Er worden nu generator toerentallen van 900 rpm. genoemd. Ik begreep dat je een generator van 100 W bij 400 rpm had aangeschaft. Daarop heb ik m'n grafiekjes van de 12" * 10" ( Diam. * spoed) gebaseerd. Zie bijv. bij een sleepsnelheid van 3 m/s, het werkpunt van 4.5 Nm koppel en 7.5 tps (450 rpm), waarbij mechanisch ruim 210 W kan worden geleverd. Met wat aannames van rendementen lijkt 140 W elektrisch haalbaar. Wordt het elektrisch vermogen niet gevraagd, dan neemt het toerental zodanig toe, dat er evenwicht komt tussen gevraagd en geleverd vermogen.
Ik heb ook grafiekjes gemaakt met de zelfde diameter en 7" of 12" spoed. Deze geven andere vermogens en werkpunten.

@ captain koek. Inderdaad interessante documenten. Ik herken vele coëfficiënten, die ook bij voortstuwingsschroeven worden gebruikt. De basis van schroeven voor voortstuwing en slepen is hetzelfde. Het gaat om de "angle of attack" op het schroefblad. Een gesleepte schroef werkt in een ander kwadrant vergeleken met een schroef, die voortstuwt. De doorsnedes van de bladen kunnen apart geoptimaliseerd worden voor slepen of stuwen. Ik zal het nader bestuderen.

@ PaulC. Geweldig dat je zo propellers/repellers/turbines kunt maken !

Jan
Alleen ingelogde leden kunnen reageren.
Tijd voor maken pagina: 0.311 seconden
Gemaakt door Kunena
   
   
   
   
© Zeilersforum.nl