project: aerodynamica in een windtunnel

Discussie in 'Aerodynamica' gestart door jasser222, 16 nov 2010.

  1. The Inventor

    The Inventor

    Lid geworden:
    10 sep 2008
    Berichten:
    85
    Maf, dat 0,225 zat nog in mijn hoofd van een rekenvoorbeeld. Dom van me.

    Je noemt de twee variabelen: v en m. Maar de 'v' zit toch in de 'm', omdat de massa van de stromende lucht afhankelijk is van het oppervlak en de stroomsnelheid? Wat zie ik daar dan over het hoofd? Ik dacht dat m = rho*A*v. Deze formule voor de kinetische energie van een hoeveelheid lucht die door een bepaald oppervlakte stroomt heb ik geverifieerd met een boek over windmolens. In dat boek stond ook de formule Ek = 1/2 * rho*A * v3.
    Kun je uitleggen waar ik precies de mist in ga?

    Ik heb een windsnelheidsmeter van school, een behoorlijk nauwkeurig ding.
    Daarmee kan ik dus de uitstroomsnelheid meten. Deze kan ik dan invullen in de formule, maar het enige dat ik daarmee op schiet is dat ik dan het rendement van de ventilator kan meten.
     
    Laatst bewerkt: 28 dec 2010
  2. DirkSchipper

    DirkSchipper Forum veteraan

    Lid geworden:
    7 jun 2005
    Berichten:
    6.156
    Locatie:
    Utrecht
    Als ik precies wist waar je de mist in gaat, had ik dat al wel opgeschreven ... :confused:

    Ik weet wel dat Ek afhankelijk is van de direct afgegeven snelheid door het propellorblad. En dat die snelheid in het kwadraat werkt.
    'm' daarentegen werkt in de formule lineair.
    Maar hoe groot is die 'm'?
    Ik schat in dat er continu een kleine hoeveelheid lucht flink versneld wordt. Waarschijnlijk de hoeveelheid die zich in de directe nabijheid van de propellor bevindt. Laat ik er even van uit gaan dat er om de propellor een ring zit (een soort korte buis). Dan is het misschien niet verkeerd om te stellen dat alleen die hoeveelheid versneld wordt. Stel de lengte van die 'buis' op 0,08m, de straal was 0,145m. Dan heb je het over 0,08 * 0,145^2 * pi * 1,293 = 0.006832 kg.
    Als je vervolgens 'v' weet (meten) kun je checken of de ingeschatte beïnvloedde massa klopt.

    Dirk.
     
  3. lucbra

    lucbra

    Lid geworden:
    5 sep 2006
    Berichten:
    279
    Locatie:
    Merelbeke
    Toen ik bij een firma werkte waar ventilatoren werden gebouwd, hebben we verschillende windtunnels gebouwd. (oa voor Toyota, Honda, Yamaha). De laatste twee voor "bedrijfjes" die zich bezig hielden met het tunen van race motoren.

    Weet dat dit steeds een serieuze studie betrof, zowel voor het gedeelte aan de blaas zijde (quasi-laminaire stroming) als aan de zuigzijde (invloed beperken), daarenboven een project van enkele 10-duizenden euro's.

    Voor een oppervlakte van 1.5m² blaaszijde en een windsnelheid van 200km/u kwamen we toen al snel bij een geïnstalleerd vermogen van 30kW.

    De blaasmond was steeds een tamelijk ingewikkelde constructie die me steeds deed denken aan een friet snijder.

    En dan heb je nog het zijdelingse verhaal van de geluidproductie... dus de nodige geluiddempers ...

    Als je er dan nog rekening mee houd dat voor en achter het te meten toestel de nodige afstand moet vrijgehouden worden (om de luchtstroming quasi laminair te maken... dan spreek je al vlug over een 'mega project'...

    Luc
     
  4. DirkSchipper

    DirkSchipper Forum veteraan

    Lid geworden:
    7 jun 2005
    Berichten:
    6.156
    Locatie:
    Utrecht
    Pfieuw, kan "The inventor" opgelucht ademhalen.

    I.p.v. 200 km/h (55,55 m/s) vindt hij 15 m/s al meer dan voldoende.
    Aangezien het vermogen met het kwadraat van de snelheid verandert, heeft hij aan 1/((55,55/15)^2) x 30 = 2,19 kW genoeg per 1,5 m2.

    Dan doet hij ook nog eens een bescheiden 0,15 m2, dus één tiende oppervlak. Komen we op een bescheiden 219 Watt.

    Ik vind dat hij met z'n 180 Watt niet eens zo slecht zit ... :rolleyes: ;)

    Gr. Dirk.
     
  5. The Inventor

    The Inventor

    Lid geworden:
    10 sep 2008
    Berichten:
    85
    Ik vind 15m/s niet meer dan genoeg, in het ontwerpplan stond 30m/s. Maar ik ben nu tevreden met 15m/s, ik had gewoon tijdens het ontwerpen al naar de theorie moeten kijken.
    In ieder geval bedankt voor jullie inbreng, ik post een dezer dagen nog wel eens wat de werkelijke (gemeten) snelheid is.:)

    Gr. Pieter (staat wat beter dan 'The Inventor')
     
  6. DirkSchipper

    DirkSchipper Forum veteraan

    Lid geworden:
    7 jun 2005
    Berichten:
    6.156
    Locatie:
    Utrecht
    Ja! ;)
    Succes.
    Dirk.
     
  7. The Inventor

    The Inventor

    Lid geworden:
    10 sep 2008
    Berichten:
    85
    Ik heb net even een snelle test gedaan. Het klinkt allemaal heel indrukwekkend, maar de windsnelheidsmeter kwam niet verder dan 17km/u. Dit wordt misschien nog 1 of 2 km/u hoger als ik er een fatsoenlijke inlaat voor maak en alle platen aan de binnenkant schuur en lak.
    Je kunt heel duidelijk merken hoe enorm veel energie er nodig is om de lucht een beetje te versnellen. Als de windsnelheidsmeter 10km/u aangeeft staat mijn voeding op 11V/4,5A. Dus 10km/u bij 50W. Bij 17km/u daarentegen geeft mijn voeding 19V/9,7A aan.

    Ik moet zeggen dat deze getallen heel erg in de buurt komen van een berekening die ik gedaan had. Ik had m.b.v. de formule voor de Ek de snelheid door mijn ventilator berekend. Dit was:
    180 = 0,5 * rho * 0,15 * v^3
    v = derdemachtswortel uit 180/(0,5*1,293*0,15) = 12.2m/s

    Toen berekende ik de luchtverplaatsing door de ventilator, dat was:
    0,145^2 * pi * 12,2 = 0.81 m3/s
    Dit deelde ik door het oppervlak van de windtunnel, en daaruit kwam
    0,81/0,15 = 5.41m/s
    Dit is dus de theoretisch hoogst maximale snelheid bij een rendement van 100%. De 17km/u die daarnet op het metertje stond is gelijk aan 4.72m/s.
    Je zou zeggen dat het rendement van de hele santekraam (4.72/5.41)*100 = 87% is. Klinkt logisch toch? En 87% is best netjes:)

    Gr. Pieter
     
  8. lucbra

    lucbra

    Lid geworden:
    5 sep 2006
    Berichten:
    279
    Locatie:
    Merelbeke
    Pieter,
    Hou er dan wel rekening mee dat axiaal ventilatoren niet gemaakt zijn om grote drukverschillen te overwinnen. De rietjes geven een grote luchtweerstand, en die stijgt ook met de snelheid, dus een 2x zo hoge snelheid door de rietjes geven een drukverschil dat 4x zo hoog wordt.

    Voor de axiaalventilatoren geldt dat een en ander te maken heeft met de verhouding van de kern diameter tov de buitendiameter; dus korte schoepjes-> grote drukverschillen maar weinig debiet; lange schoepen -> weinig drukverschil, maar veel debiet.

    87% is inderdaad een tamelijk realistische waarde voor een axiaalventilator, alhoewel ik dit eerder associeer met grote industrieventilatoren. Het verwondert me misschien wel een beetje dat dit voor kleine ventilatoren ook zo is, maar de techniek staat niet stil, dus zal het wel in de buurt zitten.
     
  9. The Inventor

    The Inventor

    Lid geworden:
    10 sep 2008
    Berichten:
    85
    Hoe kom je bij dat verhaal over rietjes? Ik ben helemaal niet van plan om rietjes te gaan gebruiken, dat kost me de helft van m'n oppervlak.

    Mooi zo.
     
  10. lucbra

    lucbra

    Lid geworden:
    5 sep 2006
    Berichten:
    279
    Locatie:
    Merelbeke
    Verward met de reply van DirkSchipper, sorry.

    Je zal wel een of ander systeem moeten verzinnen om de lucht quasi-laminair te krijgen, heb je daar al enkele ideeën over?

    Luc
     
  11. DirkSchipper

    DirkSchipper Forum veteraan

    Lid geworden:
    7 jun 2005
    Berichten:
    6.156
    Locatie:
    Utrecht
    Je zult wel moeten (niet vervelend bedoeld), anders krijg je de turbulentie niet weg. En die is groot, om het zachtjes uit te drukken ....
    Zoek even in dit aerodynmica-forum naar een ander berichtje van mij. Daar zie je twee filmpjes van mij waarin de turbulentie goed zichtbaar is, en in het tweede filmpje dat die turbulentie middels rietjes 99% weg is.

    Overigens, knappe vent als je met die rietjes zelfs 10% van je oppervlak weg krijgt. :rolleyes:

    Gr. Dirk.
     
  12. The Inventor

    The Inventor

    Lid geworden:
    10 sep 2008
    Berichten:
    85
    Ik heb die filmpjes van u gezien en volgens mij is het oppervlak van mijn windtunnel iets groter dan die van u. Als ik er van uit ga dat een rietje een doorsnede heeft van 5mm (en dat is ruim) dan heb ik 3000 rietjes nodig. Als ik elk rietje in 3 stukken knip dan heb ik 1000 rietjes nodig, en dat zijn zo'n 20 pakjes. En ik ga geen 20 euro aan rietjes besteden, laat staan al die dingen knippen en lijmen;)

    Maar geen zorgen, ik ga een soort rooster maken van dun karton. Hiermee vorm ik kanalen van 2x2x10 cm. Dat moet voldoende zijn, lijkt mij. Daar komt bij dat ik een ventilator heb die de lucht aanzuigt, in plaats van blaast.

    Wat denkt u trouwens van mijn eervorige post?

    Gr. Pieter
     
  13. DirkSchipper

    DirkSchipper Forum veteraan

    Lid geworden:
    7 jun 2005
    Berichten:
    6.156
    Locatie:
    Utrecht
    Allereerst: die rietjes hoeven helemaal niet lang te zijn. Bij ons waren ze ± 4 cm lang. Je haalt er zeker 6 uit één rietje, waarschijnlijk meer. Wij hebben de dikke rietjes gebruikt. Die van 4-5 mm doorsnede, niet die van 2,5 mm.

    Die 20 euro aan rietjes valt dus wel mee denk ik. En als je uitgegaan was van de dunne rietjes, dan zal dat aantal ook nog wel een flink stuk naar beneden gaan. Maar het blijft een monikkenklus om die te plakken.
    Om niet teveel tijd kwijt te zijn, had ik in een houtblok allemaal gaatjes geboord van 4 cm diep. Daar kun je vrij vlot rietjes in laten zakken. Vervolgens met een groot Stanley breekmes eroverheen en je hebt eenvoudig en snel veel rietjes van de zelfde lengte.

    Als je het rooster van karton gaat maken zul je al heel snel meer weerstand hebben dan die rietjes. Karton is dikker en ruwer. Beide resulteert in meer weerstand ... Maar wie niet waagt, die niet wint ...
    Je kunt proberen door de kanalen wat groter en langer te maken de weerstand te beperken en toch niet in te boeten op de kwaliteit van de luchtstroom.
    Ik heb ook maar de ervaring van één enkele windtunnel ...:rolleyes: Geen idee hoe groot je kunt gaan voor je er last van gaat krijgen.

    Over jouw eervorige post: Jouw berekeningen kloppen kennelijk aardig. De lucht snelheid blijft nog wat achter op wat je graag wilt. Ken je niemand met een dikke(re) borsteloze motor uit een vliegtuig+prop, die hiervoor gebruikt kan worden? Als je b.v. een 2 kW motor op 50% à 75% van de spanning laat lopen met een grotere prop zit je al gauw op 750 W. 3x wat je nu hebt. En op die manier gebruikt kan die motor ook lang achtereen gebruikt worden zonder overbelast te worden.

    Gr. Dirk
     
  14. The Inventor

    The Inventor

    Lid geworden:
    10 sep 2008
    Berichten:
    85
    Ik heb net een paar vierkante meter karton gekocht, we zullen zien...

    Het probleem is dat de stevigste voeding die we in huis hebben maar tot 10A aan stroom kan leveren. Als dit meer was dan had ik wel een dikkere autoventilator gehaald. Alle autoventilatoren draaien op 12V, en ik schroef dat op tot 18/19V. Als ik een motor en prop voor een modelvliegtuig zou gebruiken dan moet ik dus een motor hebben die op 75V draait om op een vermogen van 750W uit te komen. Geen idee of dat bestaat, maar ik ga nu eerst eens aan de gang met de ventilator die ik heb. Ik kan zoiezo niet iets beters regelen voordat ik mijn PWS in moet leveren.

    Gr. Pieter
     
  15. DirkSchipper

    DirkSchipper Forum veteraan

    Lid geworden:
    7 jun 2005
    Berichten:
    6.156
    Locatie:
    Utrecht
    Een goede autoaccu kan wel 200 A leveren.
    30 A kan hij zonder problemen een uur lang leveren. Ondertussen kun je je voeding ook nog laten laden. En als de fan niet draait, laadt de accu weer op.

    Dat reduceert het probleem tot het vinden van iemand die een dikke Turnigy-motor + prop aan jouw wil uitlenen ...

    Dirk
     
  16. The Inventor

    The Inventor

    Lid geworden:
    10 sep 2008
    Berichten:
    85
    En een dikke regelaar, met de nodige rotzooi om het spul aan te sturen. Met de voeding kan ik de windsnelheid traploos regelen.;)
     
  17. jasser222

    jasser222

    Lid geworden:
    21 mrt 2009
    Berichten:
    493
    Locatie:
    Dikkebus/Poekapelle
    @The Inventor:

    Gebruik jij ook rook voor in je windtunnel,
    zoja wat gebruik je?

    Jasper
     
  18. Ariel

    Ariel The First Aviators

    Lid geworden:
    8 dec 2009
    Berichten:
    2.789
    Locatie:
    Hoorn NH
    Jasper, als je een rookmachine gebruikt wordt je niet vrolijk van. :(
    Je blaast de rook in de vrije ruimte net als in de disco.:banana:
    Stoom is zo gek nog niet.;)

    Johannes
     
  19. The Inventor

    The Inventor

    Lid geworden:
    10 sep 2008
    Berichten:
    85
    Ja, ik ben nu bezig om een rookgenerator te maken. Dat heb ik hier een beetje van afgekeken, met mijn eigen inventiviteit erbij. Ik weet nog niet goed wat voor vloeistof ik ga verdampen. Lampenolie voldoet goed maar is nogal slecht voor je longen, ik ga morgen eens aan een kennis (die een rookmachine heeft) vragen hoe hij aan z'n rookvloeistof komt.

    Gr. Pieter
     
    Laatst bewerkt door een moderator: 24 dec 2015
  20. jasser222

    jasser222

    Lid geworden:
    21 mrt 2009
    Berichten:
    493
    Locatie:
    Dikkebus/Poekapelle
    Als je een goede manier vind om rook te maken kun je me het dan uitleggen zodat we jouw idee dan ook kunnen gebruiken in onze windtunnel.

    Hier een foto van onze ventilator diameter 40cm:

    [​IMG]

    Hij wordt met een voeding (ik dacht een functiegenerator) aangedreven, zo kan je de snelheid veranderen.

    De houtafdeling gaat normaal gezien de delen van onze wintunnel maken voor ons, zodat wij ze in elkaar kunnen steken.
     
    Laatst bewerkt door een moderator: 17 nov 2015

Deel Deze Pagina