50/60cc twin benzinemotor in helicopter

Een nieuwe/andere fan tekenen en laten printen kost €30 en wat tijd. Van wat ik nu weet over fans heb ik nog steeds het vertrouwen dat dit goed gaat komen.
Mocht het écht niet gaan werken, ga ik óf aan zo’n verdampingskoeling denken óf deze motor gewoon in een vliegtuig bouwen waar ie eigenlijk thuishoort

 

Ik heb inmiddels behoorlijk wat gelezen over centrifugal fans, forward en backward curved fans, radial fans. De backward curved fans lijken me geschikt voor mijn toepassing. MAAR, als ik naar deze foto kijk van bewezen concepten bij de Zenoah motoren, hier de RC en de PUH variant, dan hebben ze toch echt lichtelijk forward curved fan blades, de PUH heeft bijna radial fan blades.
Dus ik denk dat ik dat dan ook maar moet gebruiken, waarom het wiel opnieuw uitvinden?
Heb geprobeerd om foto’s te vinden van die industrial twin van Bergen, voornamelijk van de cooling fan natuurlijk, die heb ik niet gevonden. Wel een manual van een enkele cilinder toepassing in 1 van z’n helicopters. Ook daar een lichtelijk forward curved fan. Al deze forward curved fans hebben beduidend minder fan blades als mijn squirrel cage fan die ik nu heb. Ook heb ik nu veel te veel clearance tussen de fan en de shroud. De fan kan van 85mm naar 100mm in dezelfde shroud .
Dit weekend maar eens flink tekenen in AutoCAD....

 

Eigenwijs als ik ben, heb ik toch een fan met backward curved blades getekend. Ook omdat ik op internet nog "bewijs" tegenkwam dat dit toch beter moet zijn.
Voor scooters is er een fabrikant die zweert dat een backward curved fan de enige echte fan is die goed werkt!

De fan zit nu mooi strak in de fan shroud, met ongeveer 2mm speling. Dit was met de vorige fan bijna 10mm, veel te veel. Ook redelijk wat ruimte om lucht aan te kunnen zuigen naast de koppelingsklok (groen doorzichtig in het midden). Ik ga de carbon zij-frames van de heli nog wat meer open werken voor betere lucht-toevoer en dan moet het volgens mij best goed komen. Online heb ik gezien dat de nieuwe fan €31 kost om te laten printen, ik wacht nog op antwoord van de printer die de vorige fan heeft geprint. Wie weet kan ik volgend weekend als het weer eindelijk weer wat beter wordt weer testen!

 

Ziet er goed uit, hopelijk nu meer lucht opbrengst vooral bij hogere toerentallen.

 

Een backwards curved fan is geschikter om te "persen", dus het verdient aanbeveling om de shroud ook aan de onderkant af te sluiten, en de shroud zo dicht mogelijk langs de outline van de koelribben te zetten, zodat alle lucht tussen die ribben door moet en zo weinig mogelijk ruimte heeft om te "ontwijken".
Sowieso, hoe nauwsluitender die shroud, hoe beter...

 

Zo had ik het ook begrepen ja.
Zoals het nu getekend is heb ik iets meer dan 1,5mm speling tussen fan en binnenkant shroud bij de smalste doorgang. Een “persende” fan leek mij ook het meest geschikt om de restricties in flow in de waarschijnlijk niet perfecte shroud en tussen de koelribben van de motor te overwinnen.
Ik heb vanmorgen nog een artikel gelezen van 2 Indische wetenschappers die het verschil tussen backward en forward curved cooling fans bij IC motoren hebben onderzocht. Zij stellen toch weer dat de forward curved fan blades de voorkeur genieten omdat die gemiddeld genomen een hogere efficiëntie hebben, bij een optimale shroud. Maar deze vergen wel meer vermogen van de aandrijvende motor.
Ik heb tekeningen voor beide varianten, misschien laat ik ze wel allebei printen, kan ik zelf testen...

 

Ik heb dat soort dingen vroeger allemaal door kunnen rekenen, maar die kennis (de formules en de exacte wetenschap er achter) is allang weer weggezakt.

Ik ben wat verbaasd dat er beweerd wordt dat forward curved een beter rendement zou hebben, dan vraag ik me af wat er onder rendement wordt verstaan. Zoals ik het zie, als ik X volume lucht per seconde wil verplaatsen met druk Y, dan volgt daar een vermogen uit (m3/s x N/m2 laat zich herleiden tot Nm/s en dat is regelrecht de natuurkundige dimensie van de eenheid Watt). En het vermogen wat die fan daar voor nodig heeft, gedeeld door het vermogen wat uit volumestroom en druk volgt, DAT is voor mij "rendement".
Sommige "wetenschappers" echter kijken naar de afmetingen van de fan en hoeveel lucht er uit komt, en noemen DAT weer efficientie.
Want ja, forward curved, levert meer kuubs voor dezelfde afmetingen. Maar of het rendement (vermogen versus volumestroom x druk) ook echt beter is?
Vorm van het huis moet ook anders zijn: Een forward curved heeft een wat nauwer slakkehuis, omdat die dingen met snelheid werken. Backward curved heeft een wat wijder slakkehuis, omdat die dingen met lagere uittree snelheid werken, en bij een lagere snelheid heb je voor gelijk volume méér doorstroom-oppervlak nodig.

 

Sorry, een beetje verkeerd gelezen van mijn kant. Dit is de conclusie aan het eind van het onderzoek waar ik het had gelezen. Bij puntje 3 stelt de onderzoeker dat een forward curved fan geprefereerd wordt:

CONCLUSIONS In this paper, investigations on the effect of centrifugal fan parameters on performance has been presented thorough experiments and CFD simulations has been presented. Test results show that forward curved fan with higher mass flow rates has negligible effect on the vehicle’s mileage (fuel consumption) when compared with backward fan with lower flow rates. Following are major conclusions we draw from the present investigations: 1. Increase in the number of blades increases the flow coefficient accompanied by increase in power coefficient. However, difference in the performance (efficiency, flow and power coefficient) tends to decrease at higher pressure coefficient. Hence, it is concluded that fan performance measurement under high pressure coefficient would not provide the true measure of the fan characteristics. Under high pressure coefficient all fan behave similarly. 2. Increase in the number of blades increases the flow coefficient and efficiency due to better flow guidance and reduced losses. 3. In the range of parameters considered, forward curved blades have 4.5% lower efficiency with 21% higher mass flow rates and 42% higher power consumption compared to backward curved fan. Experimental investigations suggest that engine temperature drop is significant with forward curved blade fan with insignificant effect on mileage. Hence, use of forward fan is recommended on the vehicles where cooling requirements are high. 4. The efficiency of the fan first increases and then decreases with diameter ratio. The best efficiency of the fan was observed to be at diameter ratio of 0.5.

 

Dat bedoel ik...
Men gaat hier uit van een vermogensopname door de fan, die het verbruik toch niet significant beïnvloed, DUS kiest men de kleinste fan met de hoogste opbrengst.

Voor wat het waard is heeft het toerental er ook wat mee te maken, forward curved draait over het algemeen lager toerental, en je zit nu eenmaal motorgebonden aan een bepaald toerental (of je moet weer ingewikkelde overbrengingen gaan maken).

voor wat het waard is 2: mijn Vario Xtreme had destijds een backwards curved fan, en dat werkte goed. Toch kon ik na de ombouw naar waterkoeling goed merken dat er geen fan meer was die X % van het vermogen opvrat, de heli klom merkbaar beter.
Nu is gebrek aan vermogen natuurlijk wel het laatste waar jij over te klagen gaat hebben, denk ik zo...

 

Van wat ik nu gelezen en gehoord heb lijkt mij de backward curved fan nog steeds het beste, deze wordt deze week dus ook al geprint.
Ten eerste omdat deze geschikter is voor hogere toerentallen, in mijn geval 7-8000 rpm.
Ten tweede omdat deze meer perst dan een forward curved fan, dit heb ik ook nodig schat ik vanwege de shroud geometrie en de motor koelribben.
En inderdaad, het vermogensverlies kan ik best buiten beschouwing laten, vermogen heb ik denk ik wel genoeg (7pk).
Wat ik me nog afvroeg: in hoeverre dragen de bierfles-dempers bij aan temperatuur ontwikkeling van de motor? De ingang van de bierfles is iets groter (314mm2) dan de 3 pijpjes (235mm2) aan de uitgang. Dus er zal wel iets meer weerstand zijn.
Als de koeling zometeen goed werkt ga ik weleens investeren in een paar mooie, goeie uitlaten.

 

Dat valt wel mee hoor... Ten eerste is de gasstroom aan de ingang van de demper sterk pulserend (de uitlaat poort staat maar ongeveer 40% van de tijd open en in die tijd moet AL het gas passeren), dus kan alleen al om die reden de tailpipe kleiner zijn dan de ingang, en ten tweede vind er een tamelijk forse afkoeling plaats, die het volume verder verkleint. Maar dat wordt weer deels gecompenserd door de expansie die ook plaats vind in de demper.

De getallen die jij noemt klinken mij in ieder geval niet heel erg onredelijk. De verschillen bij sommige van mijn uitlaten zijn groter, daar is soms de tailpipe maar de helft van het oppervlak van de header.

 

Gelukkig, ook dit heb ik proefondervindelijk gemaakt.
De eerste keer met zo’n bierflesdemper had ik maar 1 alu pijpje met 10mm binnendiameter als uitgang. Dat merkte je wel aan de loop van de motor. Nu met 3 van die pijpjes blijft ook de sproeiernaald setting nagenoeg gelijk als bij alleen de standaard uitlaten alleen is het geluid veel beter dan het geknetter van die originele uitlaten.
Maar goed, als straks uiteindelijk alles goed werkt wil ik wel een keer mooie dempers. De bierfles demper was gewoon makkelijk, goedkoop en voldoende voorhanden!

 

De printer was snel dit keer, dus ik heb weer wat te doen komende tijd!

 

Ben heel benieuwd.

 

We wachten maar weer af.

 

Hoe groot is de instroomopening in de shroud eigenlijk? Want de fan kan nog zo goed zijn, als de lucht er niet in kan, dan gebeurt er natuurlijk nog niks...

 

Ongeveer zoals op de AutoCAD tekening in post #323, de clutch bell is 59mm rond, de opening in de shroud is inmiddels ruim 80mm (in post #323 was dat nog 75mm) Dus een ruime centimeter rondom de clutch bell. De zijkanten van het frame zijn inmiddels ook meer opengewerkt zodat er meer lucht bij kan komen. Zal morgen als het licht is nog wel een detailfoto plaatsen.

 

Hmmm... dat is niet heel erg veel hoor... Dat is maar iets van 24 cm2, ofwel ongeveer gelijk aan een rond gat van plm 5,5 cm...
Maar die draaiende clutch in het midden bemoeilijkt de instroom.
Wat is de binnendiameter van de fan?