Opdrift på vindmøllevinger

Opdrift på vindmøllevinger

Povl-Otto Nissen Poul la Cour Museum Denmark

www.poullacour.dk

Opdagelsen af opdriftsprincippet på vindmøllevinger

Hastighedsforskellen giver forskelligt tryk over og under vingen (trykkene beregnes ud fra Bernouillis ligning )Trykresultanten giver en opadrettet kraft

www.poullacour dk Poul la Cour Museum Denmark

Laminar flow

Den opadrettede kraft for laminart flow er

reducerer opdriften.

Turbulent flow

Vindens angrebsvinkel og stall har stor betydning for liftet

Resulterende vind

www.poullacour dk Poul la Cour Museum Denmark

DEMO : håndholdt vinge-profil

www.poullacour dk Poul la Cour Museum Denmark

Bemærk• Vingen drejes under opstarten fordi den

den resulterende vindretning ændres med farten af vingen

• Det er altså undersiden af vingerne, man ser, når man står foran en mølle!

Kræfterne på vingen

www.poullacour dk Poul la Cour Museum Denmark

Opdriften deles i to – en del , som driver vingen frem og en anden del , som presser på mølletårnet.

Kræfterne på vingen, opdriftsformlen.

www.poullacour dk Poul la Cour Museum Denmark

Opdriften er proportional med arealet og hastigheden i anden

Konstanten afhænger af vingens profil

Energi/effekt forholdene før og efter vingerne

www.poullacour dk Poul la Cour Museum Denmark

Nyttevirkning.

www.poullacour dk Poul la Cour Museum Denmark

Den største effektivitet, som er (Betz´s formel)

opnås ved (illustreret på figuren)

Hvad gjorde Poul la Cour?

Byggede den første vindtunnel

til målinger af kræfterne på vingerwww.poullacour dk Poul la Cour Museum Denmark

Poul la Cour’s vindkraftmåler

Trykdifferensen i luftstrømmen – altså kraften på vingeprofilen - måles med lodder på balancevægten • Bemærk vingens retning i forhold til vindtunnelen. • Vingen her har profil, men alligevel vinklet i forhold til luftstrømmen.

www.poullacour dk Poul la Cour Museum Denmark

Poul la Cours målinger og konklusioner

• Stort vingearealet giver ikke bedre ydelse

• Færre vinger er bedst! • NB. Nutidens 3-vinger er et

teknisk/økonomisk valg

• Vingerne skal formes (knækkes)

www.poullacour dk Poul la Cour Museum Denmark

Eksempler fra Poul la Cour’s arbejde med vindtrykmåleren

• Vindtrykmåleren set ovenfra • Skitse viser afvigelsen mellem målingen og forventningen

The mussel diagram

• Poul la Cour did not come up with a new formula, but he made this diagram of the ”ideal wing”. The horizonal numbers are the degrees of the angle of attack of the blade. The vertical numbers are the periferal sail velocities relative to the wind velocity. This type of diagram is still in use today.

www.poullacour dk Poul la Cour Museum Denmark

The ”lift”• A turbine sail seen from the tip.

It has a small angle of attack.• The real wind is coming from

the right. The mill tower is to the left.

• When the sail starts moving, it will also be met by a resisting wind.

• The real wind and the resisting wind together will cause a resulting wind hitting the leading edge of the sail.

• A relatively low pressure behind the foremost part of the sail will be pulling it forward.

www.poullacour dk Poul la Cour Museum Denmark

Slut